對于典型的半導(dǎo)體應(yīng)用,基板被放置在兩個平行電極之間的沉積室中一個接地電極,通常是一個射頻通電電極.前體氣體如硅烷(SiH4)和氨(NH3)通常與惰性氣體如氬氣(Ar)或氮氣(N2)混合以控制過程。這些氣體通過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)點燃,在基板周圍發(fā)生啟輝,有助于產(chǎn)生驅(qū)動化學(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薄膜。然后將化學(xué)副產(chǎn)品抽走,完成沉積過程。鍍膜層可賦予材料特定的顏色效果。三亞真空鍍膜工藝

PVD鍍膜(離子鍍膜)技術(shù),其具體原理是在真空條件下,采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù),利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離,利用電場的加速作用,使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。特點,采用PVD鍍膜技術(shù)鍍出的膜層,具有高硬度、高耐磨性(低摩擦系數(shù))、很好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點,膜層的壽命更長;同時膜層能夠大幅度提高工件的外觀裝飾性能。PVD鍍膜能夠鍍出的膜層種類,PVD鍍膜技術(shù)是一種能夠真正獲得微米級鍍層且無污染的環(huán)保型表面處理方法,它能夠制備各種單一金屬膜(如鋁、鈦、鋯、鉻等),氮化物膜(TiN、ZrN、CrN、TiAlN)和碳化物膜(TiC、TiCN),以及氧化物膜(如TiO等)。PVD鍍膜膜層的厚度—PVD鍍膜膜層的厚度為微米級,厚度較薄,一般為0.3μm~5μm,其中裝飾鍍膜膜層的厚度一般為0.3μm~1μm,因此可以在幾乎不影響工件原來尺寸的情況下提高工件表面的各種物理性能和化學(xué)性能,鍍后不須再加工。河南真空鍍膜公司PECVD法具有靈活性高、沉積溫度低、重復(fù)性好等特點,廣泛應(yīng)用在集成電路制造領(lǐng)域中介質(zhì)材料的沉積。

電子束真空鍍膜的物理過程:物理的氣相沉積技術(shù)的基本原理可分為三個工藝步驟:(1)電子束激發(fā)鍍膜材料金屬顆粒的氣化:即鍍膜材料的蒸發(fā)、升華從而形成氣化源,(2)鍍膜材料粒子((原子、分子或離子)的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子(原子團、分子團或離子團)經(jīng)過碰撞,產(chǎn)生多種反應(yīng)。(3)鍍膜材料粒子在基片表面的沉積。LPCVD反應(yīng)的能量源是熱能,通常其溫度在500℃-1000℃之間,壓力在0.1Torr-2Torr以內(nèi),影響其沉積反應(yīng)的主要參數(shù)是溫度、壓力和氣體流量,它的主要特征是因為在低壓環(huán)境下,反應(yīng)氣體的平均自由程及擴散系數(shù)變大,膜厚均勻性好、臺階覆蓋性好。目前采用LPCVD工藝制作的主要材料有:多晶硅、單晶硅、非晶硅、氮化硅等。
LPCVD的制程主要包括以下幾個步驟:預(yù)處理:在LPCVD之前,需要對襯底進行清潔和預(yù)熱,以去除表面的雜質(zhì)和水分,防止薄膜沉積過程中產(chǎn)生缺陷或不均勻。預(yù)處理的方法有濕法清潔、干法清潔、氫退火等。裝載:將經(jīng)過預(yù)處理的襯底放入LPCVD反應(yīng)器中,一般采用批量裝載的方式,可以同時處理多片襯底,提高生產(chǎn)效率。裝載時需要注意襯底之間的間距和排列方式,以保證沉積均勻性。抽真空:在LPCVD反應(yīng)器中抽真空,將反應(yīng)器內(nèi)的壓力降低到所需的工作壓力,一般在0.1-10托爾之間。抽真空的目的是減少氣體分子之間的碰撞,增加氣體分子與襯底表面的碰撞概率,從而提高沉積速率和均勻性。真空鍍膜過程中需防止塵埃污染。

真空鍍膜的優(yōu)點:1、鍍覆材料廣,可作為真空鍍蒸發(fā)材料有幾十種,包括金屬、合金和非金屬。真空鍍膜加工還可以像多層電鍍一樣,加工出多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜,滿足對涂層各種不同性能的需求;2、真空鍍膜技術(shù)可以實現(xiàn)不能通過電沉積方法形成鍍層的涂覆:如鋁、鈦、鋯等鍍層,甚至陶瓷和金剛石涂層,這是十分難能可貴的;3、真空鍍膜性能優(yōu)良:真空鍍膜厚度遠小于電鍍層,但涂層的耐摩擦和耐腐蝕性能良好,孔隙率低,而且無氫脆現(xiàn)象,相對電鍍加工而言可以節(jié)約大量金屬材料;4、環(huán)境效益優(yōu)異:真空鍍膜加工設(shè)備簡單、占地面積小、生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)雅潔凈,無污水排放,不會對環(huán)境和操作者造成危害。在注重環(huán)境保護和大力推行清潔生產(chǎn)的形勢下,真空鍍膜技術(shù)在許多方面可以取代電鍍加工。鍍膜層能有效提升產(chǎn)品的抗劃痕能力。山西MEMS真空鍍膜
真空鍍膜過程需嚴格監(jiān)控鍍膜速度。三亞真空鍍膜工藝
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)備的缺點主要有以下幾點:(1)由于高溫條件下襯底材料會發(fā)生熱膨脹和熱應(yīng)力,使得襯底材料可能出現(xiàn)變形、開裂、彎曲等問題;(2)由于高溫條件下襯底材料會發(fā)生熱擴散和熱反應(yīng),使得襯底材料可能出現(xiàn)雜質(zhì)摻雜、界面反應(yīng)、相變等問題;(3)由于高溫條件下氣體前驅(qū)體會發(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)備成本和運行成本較高三亞真空鍍膜工藝