常用的薄膜制备方式主要有两种,其中一种是物理法气相沉积(PVD),PVD的方法有磁控溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、热阻蒸发等。另一种是化学法气相沉积(CVD),主要有常压CVD、LPCVD(低压沉积法)、PECVD(等离子体增强沉积法)等方法。真空镀膜的工艺流程:真空镀膜的工艺流程一般依次为:前处理及化学清洗(材料进行有机清洗和无机清洗)→衬底真空中烘烤加热→等离子体清洗→金属离子轰击→镀金属过渡层→镀膜(通入反应气体)。真空镀膜机的优点:具有优良的耐折性和良好的韧性,比较少出现小孔和裂口。电子束蒸发真空镀膜工艺
通过PVD制备的薄膜通常存在应力问题,不同材料与衬底间可能存在压应力或张应力,在多层膜结构中可能同时存在多种形式的应力。薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在、薄膜与基底界面间的晶格错配等.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 南京光学真空镀膜真空溅镀可根据基材和靶材的特性直接溅射不用涂底漆。
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。
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。真空溅镀的镀层可通过调节电流大小和时间来垒加,但不能太厚,一般厚度在0.2~2um。
真空镀膜:离子镀膜法:目前比较常用的组合方式有:活性反应蒸镀法(ABE)。利用电子束加热使膜材气化;依靠正偏置探极和电子束间的低压等离子体辉光放电或二次电子使充入的氧气、氮气、乙炔等反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,蒸镀效率高,能获得三氧化铝、氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)等薄膜;可用于镀机械制品、电子器件、装饰品。空心阴极离子镀(HCD)。利用等离子电子束加热使膜材气化;依靠低压大电流的电子束碰撞使充入的气体Ar或其它惰性气体、反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,离化率高,电子束斑较大,能镀金属膜、介质膜、化合物膜;可用于镀装饰镀层、机械制品。真空镀膜技术有真空溅射镀膜。厦门PVD真空镀膜
真空镀膜机压铸技术用于生产铝、镁、锌、铜基合金铸件,在机械制造行业应用已有多年的历史。电子束蒸发真空镀膜工艺
LPCVD工艺在衬底表面淀积一层均匀的介质薄膜,在微纳加工当中用于结构层材料、绝缘层、掩模材料,LPCVD工艺淀积的材料有多晶硅、氮化硅、磷硅玻璃。不同的材料淀积采用不同的气体。LPCVD反应的能量源是热能,通常其温度在500℃-1000℃之间,压力在0.1Torr-2Torr以内,影响其沉积反应的主要参数是温度、压力和气体流量,它的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。目前采用LPCVD工艺制作的主要材料有:多晶硅、单晶硅、非晶硅、氮化硅等。电子束蒸发真空镀膜工艺