LPCVD的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:一是具有較佳的階梯覆蓋能力,可以在復(fù)雜的表面形貌上形成均勻且連續(xù)的薄膜;二是具有很好的組成成分和結(jié)構(gòu)控制,可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、壓力和氣體流量等參數(shù)來改變薄膜的物理和化學(xué)性質(zhì);三是具有很高的沉積速率和輸出量,可以實(shí)現(xiàn)大面積和批量生產(chǎn);四是降低了顆粒污染源,提高了薄膜的質(zhì)量和可靠性LPCVD的缺點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:一是需要較高的反應(yīng)溫度(通常在500-1000℃之間),這會(huì)增加能耗和設(shè)備成本,同時(shí)也會(huì)對(duì)基片造成熱損傷或熱應(yīng)力;二是需要較長的反應(yīng)時(shí)間(通常在幾十分鐘到幾小時(shí)之間),這會(huì)降低生產(chǎn)效率和靈活性;三是需要較復(fù)雜的設(shè)備和工藝控制,以保證反應(yīng)室內(nèi)的溫度、壓力和氣體流量等參數(shù)的均勻性和穩(wěn)定性。鍍膜技術(shù)可用于制造高性能傳感器。杭州真空鍍膜工藝流程

沉積工藝也可分為化學(xué)氣相沉積和物理的氣相沉積。CVD的優(yōu)點(diǎn)是速率快,且由于在晶圓表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),擁有臺(tái)階覆蓋率。但從上述化學(xué)方程式中不難看出,其缺點(diǎn)就是產(chǎn)生副產(chǎn)物廢氣。在半導(dǎo)體制程中,很難將這些廢氣完全排出,難免會(huì)參雜些不純物質(zhì)。因此,CVD多用于不需要精確把控材料特性的沉積涂層,如沉積各種消耗性的膜層(硬掩模)或各種厚絕緣薄膜等。PVD則向晶圓表面直接轟擊要沉積的材料。也就是說,如果想在晶圓表面沉積A物質(zhì),則需將A物質(zhì)氣化后,使其沉積到晶圓表面。常用的PVD方法有濺射,這在刻蝕工藝中也曾涉及過。在這種方法中,我們先向A物質(zhì)靶材轟擊離子束(主要采用惰性氣體),使A物質(zhì)粒子濺射出來,再將脫落的粒子轉(zhuǎn)移至硅片表面,并形成薄膜。PVD的優(yōu)點(diǎn)是無副產(chǎn)物,沉積薄膜的純度高,且還可以沉積鎢(W)、鈷(Co)等無反應(yīng)能力的純凈物材料。因此,多用于純凈物的金屬布線。鄭州真空鍍膜儀化學(xué)氣相沉積技術(shù)是把含有構(gòu)成薄膜元素的單質(zhì)氣體或化合物供給基體。

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。
電子束蒸發(fā)蒸鍍?nèi)珂u(W)、鉬(Mo)等高熔點(diǎn)材料,需要在坩堝的結(jié)構(gòu)上做一定的改進(jìn)。高熔點(diǎn)的材料采用錠或者顆粒狀放在坩堝當(dāng)中,因?yàn)樗溘釄鍖?dǎo)熱過快,材料難以達(dá)到其蒸發(fā)的溫度。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,蒸發(fā)高熔點(diǎn)的材料可以用薄片來蒸鍍,將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,薄片只能通過坩堝邊沿來導(dǎo)熱,散熱速率慢,有利于達(dá)到蒸發(fā)的熔點(diǎn)。采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。PVD(氣相沉積)鍍膜技術(shù)主要分為三類,真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍和真空離子鍍膜。對(duì)應(yīng)于PVD技術(shù)的三個(gè)分類,相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備也就有真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)、真空濺射鍍膜機(jī)和真空離子鍍膜機(jī)這三種。近十多年來,真空離子鍍膜技術(shù)的發(fā)展是快的,它已經(jīng)成為當(dāng)今先進(jìn)的表面處理方式之一。我們通常所說的PVD鍍膜,指的就是真空離子鍍膜;通常所說的PVD鍍膜機(jī),指的也就是真空離子鍍膜機(jī)。高質(zhì)量的真空鍍膜能增強(qiáng)材料性能。

鍍膜技術(shù)工藝包括光刻、真空磁控濺射、電子束蒸鍍、ITO鍍膜、反應(yīng)濺射,在微納加工過程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積、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,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發(fā)是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱。磁控濺射在高真空,在電場的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發(fā)生濺射并沉積于基底;磁控濺射方法沉積的薄膜純度高、致密性好,熱蒸發(fā)主要用于沉積低熔點(diǎn)金屬薄膜或者厚膜;化學(xué)氣相沉積(CVD)是典型的化學(xué)方法而等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是物理與化學(xué)相結(jié)合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。PECVD的優(yōu)勢在于襯底能保持低溫、良好的覆蓋率、高度均勻的薄膜。鄭州真空鍍膜儀
降低PVD制備薄膜的應(yīng)力,可以提高襯底溫度,有利于薄膜和襯底間原子擴(kuò)散,并加速反應(yīng)過程。杭州真空鍍膜工藝流程
LPCVD技術(shù)在新型材料領(lǐng)域也有著潛在的應(yīng)用,主要用于沉積寬禁帶材料、碳納米管、石墨烯等材料。這些材料具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能,如高溫穩(wěn)定性、大強(qiáng)度、高導(dǎo)電性等,可以用于制造新型的傳感器、催化劑、能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換器件等。然而,這些材料的制備過程往往需要高溫或高壓等極端條件,而LPCVD技術(shù)可以在低壓下實(shí)現(xiàn)高溫的沉積,從而降低了制備成本和難度。因此,LPCVD技術(shù)在新型材料領(lǐng)域有著巨大的潛力,為開發(fā)新型的功能材料和器件提供有效的途徑。杭州真空鍍膜工藝流程
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