PECVD技術(shù)是在低氣壓下,利用低溫等離子體在工藝腔體的陰極上(即樣品放置的托盤(pán))產(chǎn)生輝光放電,利用輝光放電(或另加發(fā)熱體)使樣品升溫到預(yù)定的溫度,然后通入適量的工藝氣體,這些氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng),在樣品表面形成固態(tài)薄膜。在反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入爐腔,逐漸擴(kuò)散至樣品表面,在射頻源激發(fā)的電場(chǎng)作用下,反應(yīng)氣體分解成電子、離子和活性基團(tuán)等。這些分解物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成形成膜的初始成分和副反應(yīng)物,這些生成物以化學(xué)鍵的形式吸附到樣品表面,生成固態(tài)膜的晶核,晶核逐漸生長(zhǎng)成島狀物,島狀物繼續(xù)生長(zhǎng)成連續(xù)的薄膜。在薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中,各種副產(chǎn)物從膜的表面逐漸脫離,在真空泵的作用下從出口排出。衡量沉積質(zhì)量的主要指標(biāo)有均勻度、臺(tái)階覆蓋率、溝槽填充程度。共濺射真空鍍膜工藝

LPCVD設(shè)備的工藝參數(shù)主要包括以下幾個(gè)方面:(1)氣體前驅(qū)體的種類和比例,影響了薄膜的組成和性能;(2)氣體前驅(qū)體的流量和壓力,影響了薄膜的沉積速率和均勻性;(3)反應(yīng)溫度和時(shí)間,影響了薄膜的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量;(4)襯底材料和表面處理,影響了薄膜的附著力和界面特性。不同類型的薄膜材料需要使用不同的工藝參數(shù)。例如,多晶硅的沉積需要使用硅烷作為氣體前驅(qū)體,流量為50-200sccm,壓力為0.1-1Torr,溫度為525-650℃,時(shí)間為10-60min;氮化硅的沉積需要使用硅烷和氨作為氣體前驅(qū)體,比例為1:3-1:10,流量為100-500sccm,壓力為0.2-0.8Torr,溫度為700-900℃,時(shí)間為10-30min。LPCVD真空鍍膜外協(xié)電子束蒸發(fā):將蒸發(fā)材料置于水冷坩堝中,利用電子束直接加熱使蒸發(fā)材料汽化并在襯底上凝結(jié)形成薄膜。

LPCVD設(shè)備中還有一個(gè)重要的工藝參數(shù)是氣體前驅(qū)體的流量,因?yàn)樗灿绊懥朔磻?yīng)速率、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)選擇性等方面。一般來(lái)說(shuō),流量越大,氣體在反應(yīng)室內(nèi)的濃度越高,反應(yīng)速率越快,沉積速率越高;流量越小,氣體在反應(yīng)室內(nèi)的濃度越低,反應(yīng)速率越慢,沉積速率越低。但是,并不是流量越大越好,因?yàn)檫^(guò)大的流量也會(huì)帶來(lái)一些不利的影響。例如,過(guò)大的流量會(huì)導(dǎo)致氣體在反應(yīng)室內(nèi)的停留時(shí)間縮短,從而降低沉積效率或增加副產(chǎn)物;過(guò)大的流量會(huì)導(dǎo)致氣體在反應(yīng)室內(nèi)的流動(dòng)紊亂,從而降低薄膜的均勻性或質(zhì)量;過(guò)大的流量會(huì)導(dǎo)致氣體前驅(qū)體之間或與襯底材料之間的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)增加,從而改變反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)選擇性。
柵極氧化介電層除了純二氧化硅薄膜,也會(huì)用到氮氧化硅作為介質(zhì)層,之所以用氮氧化硅來(lái)作為柵極氧化介電層,一方面是因?yàn)楦趸璞?,氮氧化硅具有較高的介電常數(shù),在相同的等效二氧化硅厚度下,其柵極漏電流會(huì)降低;另一方面,氮氧化硅中的氮對(duì)PMOS多晶硅中硼元素有較好的阻擋作用,它可以防止離子注入和隨后的熱處理過(guò)程中,硼元素穿過(guò)柵極氧化層到溝道,引起溝道摻雜濃度的變化,從而影響閾值電壓的控制。作為柵極氧化介電層的氮氧化硅必須要有比較好的薄膜特性及工藝可控性,所以一般的工藝是先形成一層致密的、很薄的、高質(zhì)量的二氧化硅層,然后通過(guò)對(duì)二氧化硅的氮化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。真空鍍膜技術(shù)為產(chǎn)品帶來(lái)獨(dú)特的功能性。

LPCVD加熱系統(tǒng)是用于提供反應(yīng)所需的高溫的部分,通常由電阻絲或鹵素?zé)艚M成。溫度控制系統(tǒng)是用于監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)反應(yīng)室內(nèi)溫度的部分,通常由溫度傳感器和控制器組成。壓力控制系統(tǒng)是用于監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)反應(yīng)室內(nèi)壓力的部分,通常由壓力傳感器和控制器組成。流量控制系統(tǒng)是用于監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)氣體前驅(qū)體的流量的部分,通常由流量計(jì)和控制器組成。LPCVD設(shè)備的設(shè)備構(gòu)造還需要考慮以下幾個(gè)方面的因素:(1)反應(yīng)室的形狀和尺寸,影響了氣體在反應(yīng)室內(nèi)的流動(dòng)和分布,從而影響了薄膜的均勻性和質(zhì)量;(2)反應(yīng)室的材料和表面處理,影響了反應(yīng)室壁面上沉積的材料和顆粒污染,從而影響了薄膜的純度和清洗頻率;(3)襯底的放置方式和數(shù)量,影響了襯底之間的間距和方向,從而影響了薄膜的厚度和均勻性;(4)加熱方式和溫度分布,影響了襯底材料的熱損傷和熱預(yù)算,從而影響了薄膜的結(jié)構(gòu)和性能。真空鍍膜設(shè)備需定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。遼寧真空鍍膜服務(wù)價(jià)格
鍍膜層能明顯提升產(chǎn)品的抗沖擊性能。共濺射真空鍍膜工藝
LPCVD設(shè)備的設(shè)備構(gòu)造主要包括以下幾個(gè)部分:真空系統(tǒng)、氣體輸送系統(tǒng)、反應(yīng)室、加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等。LPCVD設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾點(diǎn):(1)為了降低襯底材料的熱損傷和熱預(yù)算,提高沉積速率和產(chǎn)能,開(kāi)發(fā)新型的低溫LPCVD方法,如等離子體增強(qiáng)LPCVD(PE-LPCVD)、激光輔助LPCVD(LA-LPCVD)、熱輻射輔助LPCVD(RA-LPCVD)等;(2)為了提高薄膜材料的質(zhì)量和性能,開(kāi)發(fā)新型的高純度和高結(jié)晶度的LPCVD方法,如超高真空LPCVD(UHV-LPCVD)、分子束外延LPCVD(MBE-LPCVD)、原子層沉積LPCVD(ALD-LPCVD)等;(3)為了拓展薄膜材料的種類和功能,開(kāi)發(fā)新型的復(fù)合和異質(zhì)的LPCVD方法,如多元化合物L(fēng)PCVD、納米結(jié)構(gòu)LPCVD、量子點(diǎn)LPCVD等。共濺射真空鍍膜工藝