热氧化与化学气相沉积不同,她是通过氧气或水蒸气扩散到硅表面并进行化学反应形成氧化硅。热氧化形成氧化硅时,会消耗相当于氧化硅膜厚的45%的硅。热氧化氧化过程主要分两个步骤:步骤一:氧气或者水蒸气等吸附到氧化硅表面,步骤二:氧气或者水蒸气等扩散到硅表面,步骤三:氧气或者水蒸气等与硅反应生成氧化硅。热蒸发主要是三个过程:1.蒸发材料从固态转化为气态的过程。2.气化原子或分子在蒸发源与基底之间的运输 3.蒸发原子或分子在衬底表面上淀积过程,即是蒸汽凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜的过程。在一定温度下,真空当中,蒸发物质的蒸气与固体平衡过程中所表现出的压力, 称为该物质的饱和蒸气压。江西功率器件真空镀膜工艺

PECVD一般用到的气体有硅烷、笑气、氨气等其他。这些气体通过气管进入在反应腔体,在射频源的左右下,气体被电离成活性基团。活性基团进行化学反应,在低温(300摄氏度左右)生长氧化硅或者氮化硅。氧化硅和氮化硅可用于半导体器件的绝缘层,可有效的进行绝缘。PECVD系统的气源几乎都是由气体钢瓶供气,这些钢瓶被放置在有许多安全保护装置的气柜中,通过气柜上的控制面板、管道输送到PECVD的工艺腔体中。在淀积时,反应气体的多少会影响淀积的速率及其均匀性等,因此需要严格控制气体流量,通常采用质量流量计来实现精确控制。福建贵金属真空镀膜工艺磁控溅射常用来沉积TSV结构的阻挡层和种子层,通过对相关参数的调整和引入负偏压。

PECVD生长氧化硅薄膜是一个比较复杂的过程,薄膜的沉积速率主要受到反应气体比例、RF功率、反应室压力、基片生长温度等。在一定范围内,提高硅烷与笑气的比例,可提供氧化硅的沉积速率。在RF功率较低的时候,提升RF功率可提升薄膜的沉积速率,当RF增加到一定值后,沉积速率随RF增大而减少,然后趋于饱和。在一定的气体总量条件下,沉积速率随腔体压力增大而增大。PECVD在低温范围内(200-350℃),沉积速率会随着基片温度的升高而略微下降,但不是太明显。
等离子体化学气相沉积法,利用了等离子体的活性来促进反应,使化学反应能在较低的温度下进行。优点是:反应温度降低,沉积速率较快,成膜质量好,不容易破裂。缺点是:设备投资大、对气管有特殊要求。PECVD工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子,就会使中性反应气体分子变成碎片或处于活动的状态容易发生反应,以在衬底在300-350℃就可以得到良好的氧化硅或者氮化硅薄膜,可以在器件当中作为钝化绝缘层,来提高器件的可靠性。磁控溅射主要利用辉光放电将氩气离子撞击靶材表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。

在等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺中,由等离子体辅助化学反应过程。在等离子体辅助下,200 到500°C的工艺温度足以实现成品膜层的制备,因此该技术降低了基材的温度负荷。等离子可在接近基片的周围被激发(近程等离子法)。而对于半导体硅片等敏感型基材,辐射和离子轰击可能损坏基材。另一方面,在远程等离子法中,等离子体与基材间设有空间隔断。隔断不仅能够保护基材,也允许激发混合工艺气体的特定成分。然而,为保证化学反应在被活动的粒子真正抵达基材表面时才开始进行,需精心设计工艺过程。电子束蒸发法是真空蒸发镀膜中常用的一种方法。东莞贵金属真空镀膜代工
物理的气相沉积技术具有膜/基结合力好、薄膜均匀致密、可制取成分稳定的合金膜和重复性好等优点。江西功率器件真空镀膜工艺
PECVD的主要性能指标,PECVD设备的主要特点,该设备成膜种类为氮化硅,这种PECVD成膜均匀性好、稳定性高。每片硅片间不均匀性误差在5%之内,同一批硅片间的误差在6%之内,不同批次硅片间误差在7%之内。温度要求比较低,成膜温度为150℃~500℃,恒温区温度均匀,误差范围在2℃之内,并且在整个成膜过程中随时间变化小,误差范围为2℃/24h之内。升温时间较短,工作压力范围广,恢复真空时间短,设备封闭性强并且具有温度控制和计算机自动监控等安全措施功能。除此之外,PECVD与一般CVD相比有更多的优点。PECVD主要由工艺管及电阻加热炉、净化推舟系统、气路系统、电气控制系统、计算机控制系统、真空系统6大部分组成。江西功率器件真空镀膜工艺
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