在真空状态下,加热蒸发容器中的靶材,使其原子或分子逸出,沉积在目标物体表面,形成固态薄膜。依蒸镀材料、基板的种类可分为:抵抗加热、电子束、高周波诱导、雷射等加热方式。蒸镀材料有铝、亚铅、金、银、白金、镍等金属材料与可产生光学特性薄膜的材料,主要有使用SiO2、TiO2、ZrO2、MgF2等氧化物与氟化物。电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子。氩离子在电场作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶原子,靶原子沉积在基片表面形成膜。二次电子受到磁场影响,被束缚在靶面的等离子体区域,二次电子在磁场作用下绕靶面做圆周运动,在运动过程中不断和氩原子发生撞击,电离出大量氩离子轰击靶材。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。芜湖钛金真空镀膜
LPCVD设备可以沉积多种类型的薄膜材料,如多晶硅、氮化硅、氧化硅、碳化硅等。设备通常由以下几个部分组成:真空系统、气体输送系统、反应室、加热系统、温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等。LPCVD设备的缺点主要有以下几点:(1)由于高温条件下衬底材料会发生热膨胀和热应力,使得衬底材料可能出现变形、开裂、弯曲等问题;(2)由于高温条件下衬底材料会发生热扩散和热反应,使得衬底材料可能出现杂质掺杂、界面反应、相变等问题;(3)由于高温条件下气体前驱体会发生热分解和热聚合,使得气体前驱体可能出现不稳定性、副反应、沉积速率降低等问题;(4)LPCVD设备需要较大的真空泵和加热功率,使得设备成本和运行成本较高郑州新型真空镀膜镀膜技术为产品提供优越的防腐保护。
LPCVD设备中的工艺参数之间是相互影响和相互制约的,不能单独考虑或调节。例如,反应温度、压力、流量、种类和比例都会影响反应速率和沉积速率,而沉积速率又会影响薄膜的厚度和时间。因此,为了得到理想的薄膜材料,需要综合考虑各个工艺参数之间的关系和平衡,通过实验或模拟来确定比较好的工艺参数组合。一般来说,LPCVD设备中有以下几种常用的工艺参数优化方法:(1)正交试验法,是指通过设计正交表来安排实验次数和水平,通过分析实验结果来确定各个工艺参数对薄膜性能的影响程度和比较好水平;(2)响应面法,是指通过建立数学模型来描述各个工艺参数与薄膜性能之间的关系,通过求解模型来确定比较好的工艺参数组合;(3)遗传算法法,是指通过模拟自然选择和遗传变异等过程来搜索比较好的工艺参数组合。
LPCVD设备中的薄膜材料在各个领域有着广泛的应用。例如:(1)多晶硅薄膜在微电子和太阳能领域有着重要的应用,如作为半导体器件的源漏极或栅极材料,或作为太阳能电池的吸收层或窗口层材料;(2)氮化硅薄膜在光电子和微机电领域有着重要的应用,如作为光纤或波导的折射率匹配层或包层材料,或作为微机电系统(MEMS)的结构层材料;(3)氧化硅薄膜在集成电路和传感器领域有着重要的应用,如作为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的栅介质层或通道层材料,或作为气体传感器或生物传感器的敏感层或保护层材料;(4)碳化硅薄膜在高温、高功率、高频率领域有着重要的应用,如作为功率器件或微波器件的基底材料或通道材料先进的真空镀膜技术提升产品美观度。
LPCVD加热系统是用于提供反应所需的高温的部分,通常由电阻丝或卤素灯组成。温度控制系统是用于监测和调节反应室内温度的部分,通常由温度传感器和控制器组成。压力控制系统是用于监测和调节反应室内压力的部分,通常由压力传感器和控制器组成。流量控制系统是用于监测和调节气体前驱体的流量的部分,通常由流量计和控制器组成。LPCVD设备的设备构造还需要考虑以下几个方面的因素:(1)反应室的形状和尺寸,影响了气体在反应室内的流动和分布,从而影响了薄膜的均匀性和质量;(2)反应室的材料和表面处理,影响了反应室壁面上沉积的材料和颗粒污染,从而影响了薄膜的纯度和清洗频率;(3)衬底的放置方式和数量,影响了衬底之间的间距和方向,从而影响了薄膜的厚度和均匀性;(4)加热方式和温度分布,影响了衬底材料的热损伤和热预算,从而影响了薄膜的结构和性能。真空镀膜设备需定期进行维护保养。新型真空镀膜工艺流程
降低PVD制备薄膜的应力,可以提高衬底温度,有利于薄膜和衬底间原子扩散,并加速反应过程。芜湖钛金真空镀膜
单片反应器是一种新型的LPCVD反应器,它由一个单片放置的石英盘和一个辐射加热系统组成,可以实现更高的沉积精度和更好的沉积性能,适用于高级产品。气路系统:气路系统是用于向LPCVD反应器内送入气相前驱体和稀释气体的设备,它由气瓶、阀门、流量计、压力计、过滤器等组成。气路系统需要保证气体的纯度、流量、比例和稳定性,以控制沉积反应的动力学和动态。真空系统:真空系统是用于将LPCVD反应器内的压力降低到所需的工作压力的设备,它由真空泵、真空计、阀门等组成。真空系统需要保证反应器内的压力范围、稳定性和均匀性,以影响沉积速率和均匀性。控制系统:控制系统是用于监测和控制LPCVD制程中各个参数的设备,它由传感器、控制器、显示器等组成。控制系统需要保证反应器内的压力、温度、气体组成等参数的准确测量和实时调节,以保证沉积质量和性能。芜湖钛金真空镀膜