ALD允許在原子層水平上精確控制膜厚度。而且,可以相對(duì)容易地形成不同材料的多層結(jié)構(gòu)。由于其高反應(yīng)活性和精度,它在精細(xì)和高效的半導(dǎo)體領(lǐng)域(如微電子和納米技術(shù))中非常有用。由于ALD通常在相對(duì)較低的溫度下操作,因此在使用易碎的底物例如生物樣品時(shí)是有用的,并且在使用易于熱解的前體時(shí)也是有利的。由于它具有出色的投射能力,因此可以輕松地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的粉末和形狀。 眾所周知,ALD工藝非常耗時(shí)。例如,氧化鋁的膜形成為每個(gè)循環(huán)0.11nm,并且每小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)膜形成量為100至300nm。由于ALD通常用于制造微電子和納米技術(shù)的基材,因此不需要厚膜形成。通常,當(dāng)需要大約μm的膜厚度時(shí),就膜形成時(shí)間而言,ALD工藝是困難的。作為物質(zhì)限制,前體必須是揮發(fā)性的。另外,成膜靶必須能夠承受前體分子的化學(xué)吸附所必需的熱應(yīng)力。磁控濺射常用于新型氧化物,陶瓷材料的鍍膜,電子束則用于對(duì)薄膜質(zhì)量較高的金屬材料。茂名真空鍍膜技術(shù)
磁控濺射一般金屬鍍膜大都采用直流濺鍍,而不導(dǎo)電的陶磁材料則使用RF交流濺鍍,基本的原理是在真空中利用輝光放電(glowdischarge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面,電漿中的陽離子會(huì)加速?zèng)_向作為被濺鍍材的負(fù)電極表面,這個(gè)沖擊將使靶材的物質(zhì)飛出而沉積在基板上形成薄膜。磁控濺射主要利用輝光放電(glowdischarge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面,靶材的原子被彈出而堆積在基板表面形成薄膜。濺鍍薄膜的性質(zhì)、均勻度都比蒸鍍薄膜來的好,但是鍍膜速度卻比蒸鍍慢比較多。新型的濺鍍?cè)O(shè)備幾乎都使用強(qiáng)力磁鐵將電子成螺旋狀運(yùn)動(dòng)以加速靶材周圍的氬氣離子化,造成靶與氬氣離子間的撞擊機(jī)率增加,提高濺鍍速率。茂名真空鍍膜技術(shù)真空鍍膜流程:前處理及化學(xué)清洗→襯底真空中烘烤加熱→等離子體清洗→金屬離子轟擊→鍍金屬過渡層→鍍膜。
LPCVD工藝在襯底表面淀積一層均勻的介質(zhì)薄膜,在微納加工當(dāng)中用于結(jié)構(gòu)層材料、絕緣層、掩模材料,LPCVD工藝淀積的材料有多晶硅、氮化硅、磷硅玻璃。不同的材料淀積采用不同的氣體。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?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。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。
真空鍍膜:離子鍍膜法:目前比較常用的組合方式有:直流二極型(DCIP)。利用電阻或電子束加熱使膜材氣化;被鍍基體作為陰極,利用高電壓直流輝光放電將充入的氣體氬(Ar)(也可充少量反應(yīng)氣體)離化。這種方法的特點(diǎn)是:基板溫升大、繞射性好、附著性好,膜結(jié)構(gòu)及形貌差,若用電子束加熱必須用差壓板;可用于鍍耐腐蝕潤(rùn)滑機(jī)械制品。多陰極型。利用電阻或電子束加熱使膜材氣化;依靠熱電子、陰極發(fā)射的電子及輝光放電使充入的真空惰性氣體或反應(yīng)氣體離化。這種方法的特點(diǎn)是:基板溫升小,有時(shí)需要對(duì)基板加熱;可用于鍍精密機(jī)械制品、電子器件裝飾品。真空鍍膜鍍料離子的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子經(jīng)過碰撞以及高壓電場(chǎng)后,高速?zèng)_向工件。
原子層沉積技術(shù)憑借其獨(dú)特的表面化學(xué)生長(zhǎng)原理、亞納米膜厚的精確控制性以及適合復(fù)雜三維高深寬比表面沉積,自截止生長(zhǎng)等特點(diǎn),特別適合薄層薄膜材料的制備。例如:S.F. Bent等人利用十八烷基磷酸鹽(ODPA)對(duì)Cu的選擇性吸附,在預(yù)先吸附有ODPA分子的襯底表面進(jìn)行ALD沉積Al2O3,有效避免了Al2O3在Cu表面沉積,從而得到被高k絕緣材料Al2O3所間隔的空間選擇性暴露表面Cu的薄膜材料。此外,電鏡照片表明該沉積方法的區(qū)域選擇性得到了有效保證。真空鍍膜機(jī)的優(yōu)點(diǎn):可采用屏蔽式進(jìn)行部分鍍鋁,以獲得任意圖案或透明窗口,能看到內(nèi)裝物。茂名真空鍍膜技術(shù)
等離子體增強(qiáng)氣相沉積法已被普遍應(yīng)用于半導(dǎo)體器件工藝當(dāng)中。茂名真空鍍膜技術(shù)
磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用,產(chǎn)生E(電場(chǎng))×B(磁場(chǎng))所指的方向漂移,簡(jiǎn)稱E×B漂移,其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場(chǎng),則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長(zhǎng),而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。茂名真空鍍膜技術(shù)