广州功率器件真空镀膜工艺

热氧化氧化过程主要分两个步骤：步骤一：氧气或者水蒸气等吸附到氧化硅表面，步骤二：氧气或者水蒸气等扩散到硅表面，步骤三：氧气或者水蒸气等与硅反应生成氧化硅。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。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。热氧化形成氧化硅时，会消耗相当于氧化硅膜厚的45%的硅。在一定温度下，真空当中，蒸发物质的蒸气与固体平衡过程中所表现出的压力， 称为该物质的饱和蒸气压。广州功率器件真空镀膜工艺

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。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。天津金属真空镀膜工艺电子束蒸发的金属粒子只能考自身能量附着在衬底表面，台阶覆盖性比较差。

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。

在等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺中，由等离子体辅助化学反应过程。在等离子体辅助下，200 到500°C的工艺温度足以实现成品膜层的制备，因此该技术降低了基材的温度负荷。等离子可在接近基片的周围被激发(近程等离子法)。而对于半导体硅片等敏感型基材，辐射和离子轰击可能损坏基材。另一方面，在远程等离子法中，等离子体与基材间设有空间隔断。隔断不仅能够保护基材，也允许激发混合工艺气体的特定成分。然而，为保证化学反应在被活动的粒子真正抵达基材表面时才开始进行，需精心设计工艺过程。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。

针对PVD制备薄膜应力的解决办法主要有：1.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，有利于形成扩散附着，降低内应力；2.热退火处理，薄膜中存在的各种缺陷是产生本征应力的主要原因，这些缺陷一般都是非平衡缺陷，有自行消失的倾向，但需要外界给予活化能。对薄膜进行热处理，非平衡缺陷大量消失，薄膜内应力卓著降低；3.添加亚层控制多层薄膜应力，利用应变相消原理，在薄膜层之间再沉积一层薄膜，控制工艺使其呈现与结构薄膜相反的应力状态，缓解应力带来的破坏作用，整体上抵消内部应力。磁控溅射主要利用辉光放电将氩气离子撞击靶材表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。珠海低压气相沉积真空镀膜实验室

LPCVD反应的能量源是热能，通常其温度在500℃-1000℃之间。广州功率器件真空镀膜工艺

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