對(duì)于典型的半導(dǎo)體應(yīng)用,基板被放置在兩個(gè)平行電極之間的沉積室中一個(gè)接地電極,通常是一個(gè)射頻通電電極.前體氣體如硅烷(SiH4)和氨(NH3)通常與惰性氣體如氬氣(Ar)或氮?dú)?N2)混合以控制過(guò)程。這些氣體通過(guò)基板上方的噴頭固定裝置引入腔室,有助于將氣體更均勻地分布到基板上。等離子體由電極之間的放電(100–300eV)點(diǎn)燃,在基板周圍發(fā)生啟輝,有助于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的熱能。前體氣體分子與高能電子碰撞,然后通過(guò)氣流傳播到基板,在那里它們發(fā)生反應(yīng)并被吸收在基板表面上以生長(zhǎng)薄膜。然后將化學(xué)副產(chǎn)品抽走,完成沉積過(guò)程。鍍膜過(guò)程需在高度真空環(huán)境中進(jìn)行。鹽城真空鍍膜設(shè)備

LPCVD設(shè)備可以沉積多種類型的薄膜材料,如多晶硅、氮化硅、氧化硅、碳化硅等。設(shè)備通常由以下幾個(gè)部分組成: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)備的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):(1)由于高溫條件下襯底材料會(huì)發(fā)生熱膨脹和熱應(yīng)力,使得襯底材料可能出現(xiàn)變形、開(kāi)裂、彎曲等問(wèn)題;(2)由于高溫條件下襯底材料會(huì)發(fā)生熱擴(kuò)散和熱反應(yīng),使得襯底材料可能出現(xiàn)雜質(zhì)摻雜、界面反應(yīng)、相變等問(wèn)題;(3)由于高溫條件下氣體前驅(qū)體會(huì)發(fā)生熱分解和熱聚合,使得氣體前驅(qū)體可能出現(xiàn)不穩(wěn)定性、副反應(yīng)、沉積速率降低等問(wèn)題;(4)LPCVD設(shè)備需要較大的真空泵和加熱功率,使得設(shè)備成本和運(yùn)行成本較高惠州真空鍍膜加工真空鍍膜為產(chǎn)品提供完美的表面修飾。

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。
LPCVD設(shè)備的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們使用LPCVD方法在硅片上沉積多晶硅薄膜,并用于制造雙極型晶體管。隨后,LPCVD方法被廣泛應(yīng)用于制造金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)、太陽(yáng)能電池等器件。20世紀(jì)70年代,LPCVD方法開(kāi)始用于沉積氮化硅和氧化硅等絕緣薄膜,用于制造互連層、保護(hù)層、柵介質(zhì)層等結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)80年代,LPCVD方法開(kāi)始用于沉積碳化硅等寬禁帶半導(dǎo)體薄膜,用于制造高溫、高功率、高頻率等特殊應(yīng)用的器件真空鍍膜在航空航天領(lǐng)域有重要應(yīng)用。

衡量沉積質(zhì)量的主要指標(biāo)有以下幾項(xiàng):指標(biāo)就是均勻度。顧名思義,該指標(biāo)就是衡量沉積薄膜厚度均勻與否的參數(shù)。薄膜沉積和刻蝕工藝一樣,需將整張晶圓放入沉積設(shè)備中。因此,晶圓表面不同角落的沉積涂層有可能厚度不一。高均勻度表明晶圓各區(qū)域形成的薄膜厚度非常均勻。第二個(gè)指標(biāo)為臺(tái)階覆蓋率(StepCoverage)。如果晶圓表面有斷層或凹凸不平的地方,就不可能形成厚度均勻的薄膜。臺(tái)階覆蓋率是考量膜層跨臺(tái)階時(shí),在臺(tái)階處厚度損失的一個(gè)指標(biāo),即跨臺(tái)階處的膜層厚度與平坦處膜層厚度的比值。真空鍍膜技術(shù)一般分為兩大類,即物理的氣相沉積技術(shù)和化學(xué)氣相沉積技術(shù)。鹽城真空鍍膜加工
真空鍍膜過(guò)程中需避免鍍膜材料污染。鹽城真空鍍膜設(shè)備
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。鹽城真空鍍膜設(shè)備