福建电子束蒸发真空镀膜加工

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。磁控溅射主要利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢比较多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,提高溅镀速率。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。福建电子束蒸发真空镀膜加工

电子束蒸发：将蒸发材料置于水冷坩埚中，利用电子束直接加热使蒸发材料汽化并在衬底上凝结形成薄膜，是蒸度高熔点薄膜和高纯薄膜的一种主要加热方法。为了获得性能良好的半导体电极Al膜，我们通过优化工艺参数，制备了一系列性能优越的Al薄膜。通过理论计算和性能测试，分析比较了电子束蒸发与磁控溅射两种方法制备Al膜的特点。考虑Al膜的致密性就相当于考虑Al膜的晶粒的大小，密度以及能达到均匀化的程度，因为它也直接影响Al膜的其它性能，进而影响半导体哗啦的性能。气相沉积的多晶Al膜的晶粒尺寸随着沉积过程中吸附原子或原子团在基片表面迁移率的增加而增加。由此可以看出Al膜的晶粒尺寸的大小将取决环于基片温度、沉积速度、气相原子在平行基片方面的速度分量、基片表面光洁度和化学活性等因素。东莞功率器件真空镀膜实验室LPCVD主要特征是因为在低压环境下，反应气体的平均自由程及扩散系数变大，膜厚均匀性好、台阶覆盖性好。

磁控溅射的工作原理是指电子在外加电场的作用下，在飞向衬底过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向衬底，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场的作用下较终沉积在衬底上。由于该电子的能量很低，传递给衬底的能量很小，致使衬底温升较低。

热氧化是在一定的温度和气体条件下，使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和湿法氧化，干法氧化是在硅片表面通入氧气，硅片与氧化反应生成氧化硅，氧化速率比较慢，氧化膜厚容易控制。湿法氧化在炉管当中通入氧气和氢气，两者反应生长水蒸气，水蒸气与硅片表面反应生长氧化硅，湿法氧化，速率比较快，可以生长比较厚的薄膜。对于薄膜应力主要有以下原因：1.薄膜生长初始阶段，薄膜面和界面的表面张力的共同作用；2.沉积过程中膜面温度远高于衬底温度产生热应变；3.薄膜和衬底间点阵错配而产生界面应力；4.金属膜氧化后氧化物原子体积增大产生压应力；5.斜入射造成各向异性成核、生长；6.薄膜内产生相变或化学组分改变导致原子体积变化。利用PECVD生长的氮化硅薄膜均匀性和重复性好，可大面积成膜。

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。蒸发高熔点的材料可以用薄片来蒸镀，将1mm材料薄片架空于碳坩埚上沿，薄片只能通过坩埚边沿来导热。山西低压气相沉积真空镀膜技术

热氧化氧化过程主要分两个步骤：氧气或者水蒸气等吸附到氧化硅表面：氧气或者水蒸气等扩散到硅表面。福建电子束蒸发真空镀膜加工

在一定温度下，在真空当中，蒸发物质的蒸气与固体或液体平衡过程中所表现出的压力， 称为该物质的饱和蒸气压。此时蒸发物表面液相、气相处于动态平衡，即到达液相表面的分子全部粘接而不离开，并与从液相都气相的分子数相等。电子束蒸发蒸镀如钨(W）、钼（Mo）等高熔点材料，需要在坩埚的结构上做一定的改进。高熔点的材料采用锭或者颗粒状放在坩埚当中，因为水冷坩埚导热过快，材料难以达到其蒸发的温度。经过实验的验证，蒸发高熔点的材料可以用薄片来蒸镀，将1mm材料薄片架空于碳坩埚上沿，薄片只能通过坩埚边沿来导热，散热速率慢，有利于达到蒸发的熔点。采用此方法可满足蒸镀50nm以下的材料薄膜。福建电子束蒸发真空镀膜加工

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