真空镀膜的物理过程:PVD(物理的气相沉积技术)的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)金属颗粒的气化:即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源(2)镀料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞,产生多种反应。(3)镀料粒子在基片表面的沉积。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。利用PECVD生长的氮化硅薄膜薄膜应用范围广,设备简单,易于产业化。湛江真空镀膜工艺流程
真空镀膜:离子镀膜法:目前比较常用的组合方式有:直流二极型(DCIP)。利用电阻或电子束加热使膜材气化;被镀基体作为阴极,利用高电压直流辉光放电将充入的气体氩(Ar)(也可充少量反应气体)离化。这种方法的特点是:基板温升大、绕射性好、附着性好,膜结构及形貌差,若用电子束加热必须用差压板;可用于镀耐腐蚀润滑机械制品。多阴极型。利用电阻或电子束加热使膜材气化;依靠热电子、阴极发射的电子及辉光放电使充入的真空惰性气体或反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,有时需要对基板加热;可用于镀精密机械制品、电子器件装饰品。湛江真空镀膜工艺流程真空镀膜所采用的方法主要有蒸发镀、溅射镀、离子镀、束流沉积镀以及分子束外延等。
原子层沉积(atomiclayer deposition,ALD)技术,亦称原子层外延(atomiclayer epitaxy,ALE)技术,是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积技术。原子层沉积技术起源于上世纪六七十年代,由前苏联科学家Aleskovskii和Koltsov报道,随后,基于电致发光薄膜平板显示器对高质量ZnS: Mn薄膜材料的需求,由芬兰Suntalo博士发展并完善。然而,受限于其复杂的表面化学过程等因素,原子层沉积技术在开始并没有取得较大发展,直到上世纪九十年代,随着半导体工业的兴起,对各种元器件尺寸,集成度等方面的要求越来越高,原子层沉积技术才迎来发展的黄金阶段。进入21世纪,随着适应各种制备需求的商品化ALD仪器的研制成功,无论在基础研究还是实际应用方面,原子层沉积技术都受到人们越来越多的关注。
PECVD( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)等离子增强化学气相沉积,等离子体是物质分子热运动加剧,相互间的碰撞会导致气体分子产生电离,物质就会变成自由运动并由相互作用的正离子、电子和中性粒子组成的混合物。使用等离子体增强气相沉积法(PECVD)可在低温(200-350℃)沉积出良好的氧化硅薄膜,已被广泛应用于半导体器件工艺当中。在LED工艺当中,因为PECVD生长出的氧化硅薄膜具有结构致密,介电强度高、硬度大等优点,而且氧化硅薄膜对可见光波段吸收系数很小,所以氧化硅被用于芯片的绝缘层和钝化层。真空镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工的新技术,是表面工程技术领域的重要组成部分。
磁控溅射还可用于不同金属合金的共溅射,同时使用多个靶电源和不同靶材,例如TiW合金,通过单独调整Ti、W的溅射速率,同时开始溅射2种材料,则在衬底上可以形成Ti/W合计,对不同材料的速率进行调节,即能满足不同组分的要求.磁控溅射由于其内部电场的存在,还可在衬底端引入一个负偏压,使溅射速率和材料粒子的方向性增加。所以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,可以实现高深宽比的薄膜溅射,且深孔内壁薄膜连续和良好的均匀性蒸发速率正比于材料的饱和蒸气压,温度变化10%左右,饱和蒸气压就要变化一个数量级左右。湛江真空镀膜工艺流程
从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。湛江真空镀膜工艺流程
真空镀膜:近些年来出现的新方法:除蒸发法和溅射法外,人们又综合了这两种方法的优缺点,取长补短,发展出一些新的方法,如:等离子体束溅射等。这种崭新的技术结合了蒸发镀的高效和溅射镀的高性能特点,特别在多元合金以及磁性薄膜的制备方面,具有其它手段无可比拟的优点。高效率等离子体溅射(HighTargetUtilizationPlasmaSputtering(HiTUS))实际上是由利用射频功率产生的等离子体聚束线圈、偏压电源组成的一个溅射镀膜系统。这种离子体源装置在真空室的侧面。该等离子体束在电磁场的作用下被引导到靶上,在靶的表面形成高密度等离子体。同时靶连接有DC/RF偏压电源,从而实现高效可控的等离子体溅射。等离子体发生装置与真空室的分离设计是实现溅射工艺参数宽范围可控的关键,而这种广阔的可控性使得特定的应用能确定工艺参数较优化。与通常的磁控溅射相比,由于磁控靶磁场的存在而在靶材表面形成刻蚀环不同,HiTUS系统由于取消了靶材背面的磁铁,从而能对靶的材料实现各个方面积均匀。湛江真空镀膜工艺流程
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