在磁控濺射中,靶材被放置在真空室中,高壓被施加到靶材以產(chǎn)生氣體離子的等離子體。離子被加速朝向目標(biāo)材料,這導(dǎo)致原子或離子從目標(biāo)材料中噴射出來(lái),這一過(guò)程稱(chēng)為濺射。噴射出的原子或離子穿過(guò)腔室并沉積在基板上形成薄膜。磁控濺射的主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠沉積具有出色附著力、均勻性和再現(xiàn)性的高質(zhì)量薄膜。磁控濺射還可以精確控制薄膜的成分、厚度和結(jié)構(gòu),使其適用于制造先進(jìn)的器件和材料。磁控濺射可以使用各種類(lèi)型的靶材進(jìn)行,包括金屬、半導(dǎo)體和陶瓷。靶材的選擇取決于薄膜的所需特性和應(yīng)用。例如,金屬靶通常用于沉積金屬薄膜,而半導(dǎo)體靶則用于沉積半導(dǎo)體薄膜。磁控濺射中薄膜的沉積速率通常很高,從每秒幾納米到每小時(shí)幾微米不等,具體取決于靶材的類(lèi)型、基板溫度和壓力??梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)腔室中的功率密度和氣體壓力來(lái)控制沉積速率。鍍膜過(guò)程需在高度真空環(huán)境中進(jìn)行。成都真空鍍膜工藝流程

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)用的器件佛山真空鍍膜工藝流程真空鍍膜在太陽(yáng)能領(lǐng)域有普遍應(yīng)用。

LPCVD設(shè)備中較少用的是旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備和行星式LPCVD設(shè)備,因?yàn)槠渚哂薪Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作困難、沉積速率低、產(chǎn)能小等缺點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備和行星式LPCVD設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)襯底來(lái)改善薄膜的均勻性和厚度分布。旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備和行星式LPCVD設(shè)備可以根據(jù)不同的旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行分類(lèi)。常見(jiàn)的分類(lèi)有以下幾種:(1)單軸旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備,是指襯底只圍繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn);(2)雙軸旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備,是指襯底圍繞兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn);(3)多軸旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備,是指襯底圍繞多個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。
目前認(rèn)為濺射現(xiàn)象是彈性碰撞的直接結(jié)果,濺射完全是動(dòng)能的交換過(guò)程。當(dāng)正離子轟擊陰極靶,入射離子撞擊靶表面上的原子時(shí),產(chǎn)生彈性碰撞,它直接將其動(dòng)能傳遞給靶表面上的某個(gè)原子或分子,該表面原子獲得動(dòng)能再向靶內(nèi)部原子傳遞,經(jīng)過(guò)一系列的級(jí)聯(lián)碰撞過(guò)程,當(dāng)其中某一個(gè)原子或分子獲得指向靶表面外的動(dòng)量,并且具有了克服表面勢(shì)壘(結(jié)合能)的能量,它就可以脫離附近其它原子或分子的束縛,逸出靶面而成為濺射原子。ITO薄膜的磁控濺射靶主要分為InSn合金靶、In2O3-SnO2陶瓷靶兩類(lèi)。在用合金靶制備ITO薄膜時(shí),由于濺射過(guò)程中作為反應(yīng)氣體的氧會(huì)和靶發(fā)生很強(qiáng)的電化學(xué)反應(yīng),靶面覆蓋一層化合物,使濺射蝕損區(qū)域縮得很小(俗稱(chēng)“靶中毒”),以至很難用直流濺射的方法穩(wěn)定地制備出高質(zhì)的ITO膜。陶瓷靶因能抑制濺射過(guò)程中氧的選擇性濺射,能穩(wěn)定地將金屬銦和錫與氧的反應(yīng)物按所需的化學(xué)配比穩(wěn)定地成膜,故無(wú)中毒現(xiàn)象,工藝窗口寬,穩(wěn)定性好。LPCVD主要特征是因?yàn)樵诘蛪涵h(huán)境下,反應(yīng)氣體的平均自由程及擴(kuò)散系數(shù)變大,膜厚均勻性好、臺(tái)階覆蓋性好。

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。使用CVD的方式進(jìn)行沉積氧化氮化硅(SiOxNy)與氮化硅(SiNx)能有效提高鈍化發(fā)射極和后極電池效率。陽(yáng)江納米涂層真空鍍膜
LPCVD設(shè)備可以沉積多種類(lèi)型的薄膜材料,如多晶硅、氮化硅、氧化硅、碳化硅等。成都真空鍍膜工藝流程
電子束蒸發(fā)法是真空蒸發(fā)鍍膜中一種常用的方法,是在高真空條件下利用電子束激發(fā)進(jìn)行直接加熱蒸發(fā)材料,是使蒸發(fā)材料由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣⑾蛞r底輸運(yùn),在基底上凝結(jié)形成薄膜的方法。在電子束加熱裝置中,被加熱的材料放置于底部有循環(huán)水冷的坩堝當(dāng)中,可避免電子束擊穿坩堝導(dǎo)致儀器損壞,而且可避免蒸發(fā)材料與坩堝壁發(fā)生反應(yīng)影響薄膜的質(zhì)量,因此,電子束蒸發(fā)沉積法可以制備高純薄膜。在微電子與光電子集成中,薄膜的形成方法主要有兩大類(lèi),及沉積和外延生長(zhǎng)。沉積技術(shù)分為物理沉積、化學(xué)沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法;化學(xué)氣相沉積是典型的化學(xué)方法;等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積是物理與化學(xué)方法相結(jié)合的混合方法。薄膜沉積過(guò)程,通常生成的是非晶膜和多晶膜,沉積部位和晶態(tài)結(jié)構(gòu)都是隨機(jī)的,而沒(méi)有固定的晶態(tài)結(jié)構(gòu)。成都真空鍍膜工藝流程