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首页 >> 真空知识 >>知识分享 >>真空技术 >> 什么是磁控溅射?
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什么是磁控溅射?

什么是磁控溅射?

控溅射是例如微电子制造中用于金属膜沉积的蒸发的主要替代方法。物理气相沉积 (PVD) 技术具有比蒸发更好的阶梯覆盖,并且更擅长生产复合材料和合金层。磁控溅射的工作原理包括高能离子在惰性气体等离子体中撞击含有待沉积材料的靶材。由于靶中离子和原子之间的动量交换,材料从靶中喷射出来。喷射出的材料最终在基板上形成所需厚度的薄膜。多种类型的磁控溅射工艺方面经验丰富,包括:

直流溅射

脉冲直流溅射

射频溅射

管理系统

双极溅射

 

溅射工艺取决于所选的靶材,因为导电材料和绝缘材料在工艺过程中表现不同。在元素金属沉积的情况下,通常倾向于使用简单的直流溅射。在绝缘材料的沉积过程中,必须使用 RF 等离子体来防止电荷在目标表面上积聚。通过在溅射过程中在等离子体中包括反应性气体,例如氧气,可以获得具有从反应性气体结合的原子的薄膜。提供的PVD平台,利用不同配置的磁控管溅射。但是,如果需要沉积多种薄膜材料,则可以在单个模块中实现共沉积,平台以实现大批量和可靠的生产。 

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什么是热蒸发?

通常,物理气相沉积 (PVD) 工艺包括从目标材料中去除原子或团簇,这些原子或团簇穿过低压室并撞击表面。热蒸发是最简单的 PVD工艺之一,包括加热装有要沉积的目标材料的坩埚或舟皿。当材料蒸发时,它穿过低压室,凝结在基板表面,最终形成薄膜。

早期半导体技术中的几乎所有金属层都是通过热蒸发沉积的。尽管许多研究实验室仍在使用蒸发技术,但由于两个原因,如今在大多数硅技术中该技术已被溅射所取代。首先是覆盖步骤的问题。随着晶体管横向尺寸的增加,金属层的厚度几乎保持不变。因此,金属必须覆盖的地形变得更加严峻。热蒸发薄膜覆盖这些结构的能力非常差,这会在垂直壁上产生不连续的薄膜。除此之外,也很难通过蒸发来生产控制良好的合金。当将热蒸发用于例如剥离工艺时,覆盖台阶的能力差可以用作优势。

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什么是电子束蒸发?

电子束沉积(e-beam deposition),是一种类似于热蒸发的物理气相沉积工艺。源材料被加热到高于其沸腾/升华温度并蒸发以在低压环境中原子流撞击的表面上形成薄膜。这种蒸发方法与热蒸发一样具有覆盖步骤的核心能力,这也使该方法成为剥离工艺的理想选择。电子束蒸发相对于热蒸发的一个显着优势是可以将大量能量添加到源材料中。这产生了更高密度的薄膜,增加了对基材的粘附力。因为电子束只加热源材料而不是整个坩埚,所以与热蒸发的情况相比,来自坩埚的污染程度较低。通过使用多坩埚电子束枪,可以在不破坏真空的情况下沉积几种不同的材料。将源材料放入坩埚后,坩埚下方的灯丝被加热。通过施加大电压,电子从灯丝中抽出,并通过几个弯曲磁铁以光束形式聚焦在源材料上。光束扫过源材料的表面以加热所有材料。

 

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什么是掠角沉积GLAD

掠射角沉积的简单定义是旋转过程中在一定角度下的沉积。主要用于蒸镀工艺,但有时也用于溅射工艺,在掠射角沉积 (GLAD) 中,基板在目标材料沉积期间倾斜至掠射角。因此,在衬底的表面上产生倾斜的沉积几何形状。通常,在薄膜形成过程中,撞击原子在表面凝聚,自发形成原子核。弹道(视线)阴影可防止进入的原子撞击原子核后面的区域,从而形成向目标源倾斜的定向柱。可以通过在沉积期间包括衬底的旋转来操纵柱生长方向。基底的阴影和旋转相结合,使不断发展的薄膜可以作为自己的掩模,在此过程中可以对其进行主动控制,以将生长的柱子引导成首选的几何形状。可以获得多种几何形状,包括锯齿形、螺旋形、垂直形和空心结构。

基于我们的PVD 技术 200 毫米晶圆上进行掠射角沉积的工业概念, GLAD工艺的大批量生产。

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