LPCVD设备的基本原理是利用化学气相沉积(CVD)的方法,在低压(通常为0.1-10Torr)和高温(通常为500-1200℃)的条件下,将含有所需元素的气体前驱体引入反应室,在衬底表面发生化学反应,形成所需的薄膜材料。LPCVD设备的优点主要有以下几点:(1)由于低压条件下气体分子的平均自由程较长,使得气体在反应室内的分布更加均匀,从而提高了薄膜的均匀性和重复性;(2)低压条件下气体分子与衬底表面的碰撞频率较低,使得反应速率主要受表面反应速率控制,从而提高了薄膜的纯度和结晶性;(3)低压条件下气体分子与反应室壁面的碰撞频率较低,使得反应室壁面上沉积的材料较少,从而降低了颗粒污染和清洗频率;镀膜技术为产品提供优越的防腐保护。湖北真空镀膜厂家
反应溅射是在溅射镀膜中,引入某些活性反应气体与溅射成不同于靶材的化合物薄膜。反应气体有O2、N2、CH4等。反应溅射的靶材可以是纯金属,也可以是化合物,反应溅射也可采用磁控溅射。如氮化铝薄膜可以采用磁控溅射铝靶材,气体通入一比一的氩气和氮气,反应溅射的优点是比直接溅射氮化铝靶材时间更快。磁控溅射可改变工作气体与氩气比例从而进行反应溅射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氩气作为工作气体,而氮气作为反应气体,能得到SiNx薄膜。通入氧气与氮气从而获得各种材料的氧化物与氮化物薄膜,通过改变反应气体与工作气体的比例也能对溅射速率进行调整,薄膜内组分也能相应调整。但反应气体过量时可能会造成靶中毒。马鞍山真空镀膜涂料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。
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。
器件尺寸按摩尔定律的要求不断缩小,栅极介质的厚度不断减薄,但栅极的漏电流也随之增大。在5.0nm以下,SiO2作为栅极介质所产生的漏电流已无法接受,这是由电子的直接隧穿效应造成的。HfO2族的高k介质是目前比较好的替代SiO2/SiON的选择。HfO2族的高k介质主要通过原子层沉积(ALD)或金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等方法沉积。介质膜的主要作用有:1.改善半导体器件和集成电路参数;2.增强器件的稳定性和可靠性,二次钝化可强化器件的密封性,屏蔽外界杂质、离子电荷、水汽等对器件的有害影响;3.提高器件的封装成品率,钝化层为划片、装架、键合等后道工艺处理提供表面的机械保护;4.其它作用,钝化膜及介质膜还可兼作表面及多层布线的绝缘层;真空镀膜过程需严格监控镀膜速度。
栅极氧化介电层除了纯二氧化硅薄膜,也会用到氮氧化硅作为介质层,之所以用氮氧化硅来作为栅极氧化介电层,一方面是因为跟二氧化硅比,氮氧化硅具有较高的介电常数,在相同的等效二氧化硅厚度下,其栅极漏电流会降低;另一方面,氮氧化硅中的氮对PMOS多晶硅中硼元素有较好的阻挡作用,它可以防止离子注入和随后的热处理过程中,硼元素穿过栅极氧化层到沟道,引起沟道掺杂浓度的变化,从而影响阈值电压的控制。作为栅极氧化介电层的氮氧化硅必须要有比较好的薄膜特性及工艺可控性,所以一般的工艺是先形成一层致密的、很薄的、高质量的二氧化硅层,然后通过对二氧化硅的氮化来实现的。真空镀膜过程中需避免镀膜材料污染。山东真空镀膜价格
真空镀膜在电子产品中不可或缺。湖北真空镀膜厂家
LPCVD设备中的薄膜材料的质量和性能可以通过多种方法进行表征和评价。常见的表征和评价方法有以下几种:(1)厚度测量法,是指通过光学或电子手段来测量薄膜的厚度,如椭圆偏振仪、纳米压痕仪、电子显微镜等;(2)成分分析法,是指通过光谱或质谱手段来分析薄膜的化学成分,如X射线光电子能谱(XPS)、二次离子质谱(SIMS)、原子发射光谱(AES)等;(3)结构表征法,是指通过衍射或散射手段来表征薄膜的晶体结构,如X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)等;(4)性能测试法,是指通过电学或力学手段来测试薄膜的物理性能,如电阻率、介电常数、硬度、应力等。湖北真空镀膜厂家