通常在磁控濺射制備薄膜時,可以通過觀察氬氣激發(fā)產(chǎn)生的等離子體的顏色來大致判斷所沉積的薄膜是否符合要求,如若設(shè)備腔室內(nèi)混入其他組分的氣體,則在濺射過程中會產(chǎn)生明顯不同于氬氣等離子體的暗紅色,若混入少量氧氣,則會呈現(xiàn)較為明亮的淡紅色。也可根據(jù)所制備的薄膜顏色初步判斷其成分,例如硅薄膜應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)明顯的灰黑色,而當(dāng)含有少量氧時,薄膜的顏色則會呈現(xiàn)偏透明的紅棕色,含有少量氮元素時則會顯現(xiàn)偏紫色。氧化銦錫(ITO)是一種優(yōu)良的導(dǎo)電薄膜,是由氧化銦和氧化錫按一定比例混合組成的氧化物,主要用于液晶顯示、觸摸屏、光學(xué)薄膜等方面。其中氧化銦和氧化錫的比例通常為90:10,當(dāng)調(diào)節(jié)兩種組分不同比例時,也可以得到不同性能的ITO,ITO薄膜通常由電子束蒸發(fā)和磁控濺射制備,根據(jù)使用場景,在制備ITO薄膜的工藝過程中進(jìn)行調(diào)控也可制得不同滿足需求的ITO薄膜鍍膜層能有效提升產(chǎn)品的化學(xué)穩(wěn)定性。潮州真空鍍膜加工
目前認(rèn)為濺射現(xiàn)象是彈性碰撞的直接結(jié)果,濺射完全是動能的交換過程。當(dāng)正離子轟擊陰極靶,入射離子撞擊靶表面上的原子時,產(chǎn)生彈性碰撞,它直接將其動能傳遞給靶表面上的某個原子或分子,該表面原子獲得動能再向靶內(nèi)部原子傳遞,經(jīng)過一系列的級聯(lián)碰撞過程,當(dāng)其中某一個原子或分子獲得指向靶表面外的動量,并且具有了克服表面勢壘(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。在用合金靶制備ITO薄膜時,由于濺射過程中作為反應(yīng)氣體的氧會和靶發(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“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,故無中毒現(xiàn)象,工藝窗口寬,穩(wěn)定性好。江門納米涂層真空鍍膜鍍膜技術(shù)可用于提升產(chǎn)品的抗老化性能。
電子束蒸發(fā):將蒸發(fā)材料置于水冷坩堝中,利用電子束直接加熱使蒸發(fā)材料汽化并在襯底上凝結(jié)形成薄膜,是蒸度高熔點(diǎn)薄膜和高純薄膜的一種主要加熱方法。為了獲得性能良好的半導(dǎo)體電極Al膜,我們通過優(yōu)化工藝參數(shù),制備了一系列性能優(yōu)越的Al薄膜。通過理論計(jì)算和性能測試,分析比較了電子束蒸發(fā)與磁控濺射兩種方法制備Al膜的特點(diǎn)??紤]Al膜的致密性就相當(dāng)于考慮Al膜的晶粒的大小,密度以及能達(dá)到均勻化的程度,因?yàn)樗仓苯佑绊慉l膜的其它性能,進(jìn)而影響半導(dǎo)體嘩啦的性能。氣相沉積的多晶Al膜的晶粒尺寸隨著沉積過程中吸附原子或原子團(tuán)在基片表面遷移率的增加而增加。由此可以看出Al膜的晶粒尺寸的大小將取決環(huán)于基片溫度、沉積速度、氣相原子在平行基片方面的速度分量、基片表面光潔度和化學(xué)活性等因素。
LPCVD設(shè)備的設(shè)備構(gòu)造主要包括以下幾個部分: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)備的發(fā)展趨勢主要有以下幾點(diǎn):(1)為了降低襯底材料的熱損傷和熱預(yù)算,提高沉積速率和產(chǎn)能,開發(fā)新型的低溫LPCVD方法,如等離子體增強(qiáng)LPCVD(PE-LPCVD)、激光輔助LPCVD(LA-LPCVD)、熱輻射輔助LPCVD(RA-LPCVD)等;(2)為了提高薄膜材料的質(zhì)量和性能,開發(fā)新型的高純度和高結(jié)晶度的LPCVD方法,如超高真空LPCVD(UHV-LPCVD)、分子束外延LPCVD(MBE-LPCVD)、原子層沉積LPCVD(ALD-LPCVD)等;(3)為了拓展薄膜材料的種類和功能,開發(fā)新型的復(fù)合和異質(zhì)的LPCVD方法,如多元化合物L(fēng)PCVD、納米結(jié)構(gòu)LPCVD、量子點(diǎn)LPCVD等。真空鍍膜技術(shù)一般分為兩大類,即物理的氣相沉積技術(shù)和化學(xué)氣相沉積技術(shù)。
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)是可以通過旋轉(zhuǎn)襯底來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。常見的分類有以下幾種:(1)單軸旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備,是指襯底只圍繞一個軸旋轉(zhuǎn);(2)雙軸旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備,是指襯底圍繞兩個軸旋轉(zhuǎn);(3)多軸旋轉(zhuǎn)式LPCVD設(shè)備,是指襯底圍繞多個軸旋轉(zhuǎn)。真空鍍膜能賦予材料特殊的光學(xué)性能。PVD真空鍍膜技術(shù)
熱氧化是在一定的溫度和氣體條件下,使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和濕法氧化。潮州真空鍍膜加工
影響靶中毒的因素主要是反應(yīng)氣體和濺射氣體的比例,反應(yīng)氣體過量就會導(dǎo)致靶中毒。反應(yīng)濺射工藝進(jìn)行過程中靶表面濺射溝道區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被反應(yīng)生成物覆蓋或反應(yīng)生成物被剝離而重新暴露金屬表面此消彼長的過程。如果化合物的生成速率大于化合物被剝離的速率,化合物覆蓋面積增加。在一定功率的情況下,參與化合物生成的反應(yīng)氣體量增加,化合物生成率增加。如果反應(yīng)氣體量增加過度,化合物覆蓋面積增加,如果不能及時調(diào)整反應(yīng)氣體流量,化合物覆蓋面積增加的速率得不到抑制,濺射溝道將進(jìn)一步被化合物覆蓋,當(dāng)濺射靶被化合物全部覆蓋的時候,靶完全中毒。潮州真空鍍膜加工