薄膜生长技术是什么

小嘿QA2020-04-21 14:47:01阅读(...)

薄膜生长技术总的来说可以分为物理方法和化学方法。常见的薄膜生长技术包括:热氧化法、物理气相沉积和化学气相沉积。薄膜材料是指厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层。薄膜的生长是半导体制造中一项重要的工艺。

薄膜材料是指厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层。电子半导体功能器件和光学镀膜是薄膜技术的主要应用。薄膜的生长是半导体制造中一项重要的工艺。薄膜生长技术总的来说可以分为物理方法和化学方法。常见的薄膜生长技术包括:热氧化法、物理气相沉积和化学气相沉积。

薄膜生长技术是什么

简介

集成电路在制造过程中需要在晶圆片的表面上生长数层材质不同、厚度不同的膜层,其中有导电膜层以及绝缘膜层,这些膜层的制备对于集成电路的制造非常重要。薄膜生长技术,也可称作制作膜层的方法,薄膜生长技术有很多,不同作用,不同位置的薄膜生长技术不同,如热氧化、化学气相沉积和物理气相沉积。

热氧化

凡是物质与氧发生化学反应生成氧化物的方法都是氧化法,二氧化硅的生长方法有很多,如热氧化、热分解沉淀、蒸发等。由于热氧法的氧化反应发生在硅—二氧化硅交界面,接触到的杂质少,生成的二氧化硅氧化膜质量较高,因此在集成电路中通常使用热氧法生成氧化膜。热氧化法是指晶圆片与含氧物质(氧、水等)在高温下进行反应生成二氧化硅膜的方法。根据氧化剂的不同,热氧化法主要分为干氧氧化、水汽氧化和湿氧氧化法三种,其中干氧氧化和湿氧氧化是最常用的方法。干氧氧化法采用纯氧作为氧化剂,生长的氧化膜表面干燥、结构致密、光刻时与光刻胶接触良好,但氧化速度慢。湿氧氧化法的氧化剂是高纯水的氧气,既含有氧,又含有水汽,氧化速度较快,但生成的氧化膜质量不如干氧氧化法。在实际生成过程中,通常采用干-湿干相结合的氧化方式。

物理气相沉积

物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)是一种工业制造上的工艺,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术,即真空镀膜(蒸镀),多用在钣金件、蚀刻件、挤压件、金属射出成型(MIM)、粉末射出成型(PIM)、机加件和焊接件等零件的工艺上。

和化学气相沉积相比,物理气相沉积适用范围广泛,几乎所有材料的薄膜都可以用物理气相沉积来制备,但是薄膜厚度的均匀性是物理气相沉积中的一个问题。主要的物理气相沉积的方法有:热蒸镀、溅镀、和脉冲激光沉积等。溅射(sputtering),也称溅镀(sputter deposition/coating),是一种物理气相沉积技术,指固体靶”target”(或源”source”)中的原子被高能量离子(通常来自等离子体)撞击而离开固体进入气体的物理过程。溅射一般是在充有惰性气体的真空系统中,通过高压电场的作用,使得氩气电离,产生氩离子流,轰击靶阴极,被溅出的靶材料原子或分子沉淀积累在半导体芯片或玻璃、陶瓷上而形成薄膜。

脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition,PLD),也被称为脉冲激光烧蚀(英语:pulsed laser abalation,PLA)为物理气相沉积(英语:Physical Vapor Deposition,PVD)的一种 , 是一种利用聚焦后的高功率脉冲激光于真空腔体中对靶材进行轰击,由于激光能量强,会将靶材汽化形成等离子蕈状团(plasma plume),并沉淀于基板上形成薄膜。

于镀膜可于高真空、超高真空或通入工作气体(如欲沉积氧化物薄膜,通常会通入氧气作为其工作气体)的环境下进行。

于脉冲激光沉积的过程中,激光的能量被靶材吸收之后,能量首先激发靶材内部的电子跃迁,之后再转成热能等使靶材汽化形成等离子态,于等离子云中,包含分子、原子、电子、离子、微粒、融球体等物质。

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