云南磁控溅射真空镀膜工艺

PECVD系统的气源几乎都是由气体钢瓶供气，这些钢瓶被放置在有许多安全保护装置的气柜中，通过气柜上的控制面板、管道输送到PECVD的工艺腔体中。在淀积时，反应气体的多少会影响淀积的速率及其均匀性等，因此需要严格控制气体流量，通常采用质量流量计来实现精确控制。PECVD一般用到的气体有硅烷、笑气、氨气等其他。这些气体通过气管进入在反应腔体，在射频源的左右下，气体被电离成活性基团。活性基团进行化学反应，在低温（300摄氏度左右）生长氧化硅或者氮化硅。氧化硅和氮化硅可用于半导体器件的绝缘层，可有效的进行绝缘。在镀膜过程中，想要控制蒸发速率，必须精确控制蒸发源的温度，加热时应尽量避免产生过大的温度梯度。云南磁控溅射真空镀膜工艺

PECVD在低温范围内（200-350℃），沉积速率会随着基片温度的升高而略微下降，但不是太明显。PECVD生长氧化硅薄膜是一个比较复杂的过程，薄膜的沉积速率主要受到反应气体比例、RF功率、反应室压力、基片生长温度等。在一定范围内，提高硅烷与笑气的比例，可提供氧化硅的沉积速率。在RF功率较低的时候，提升RF功率可提升薄膜的沉积速率，当RF增加到一定值后，沉积速率随RF增大而减少，然后趋于饱和。在一定的气体总量条件下，沉积速率随腔体压力增大而增大。云南磁控溅射真空镀膜工艺热氧化是在一定的温度和气体条件下，使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和湿法氧化。

磁控溅射由于其内部电场的存在，还可在衬底端引入一个负偏压，使溅射速率和材料粒子的方向性增加。所以磁控溅射常用来沉积TSV结构的阻挡层和种子层，通过对相关参数的调整和引入负偏压，可以实现高深宽比的薄膜溅射，且深孔内壁薄膜连续和良好的均匀性。通过PVD制备的薄膜通常存在应力问题，不同材料与衬底间可能存在压应力或张应力，在多层膜结构中可能同时存在多种形式的应力。薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在、薄膜与基底界面间的晶格错配等

磁控溅射主要利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢比较多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,提高溅镀速率。真空镀膜的物理过程：PVD（物理的气相沉积技术）的基本原理可分为三个工艺步骤：（1）金属颗粒的气化：即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源（2）镀料粒子（（原子、分子或离子）的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞，产生多种反应。（3）镀料粒子在基片表面的沉积。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。

对于薄膜应力主要有以下原因：1.薄膜生长初始阶段，薄膜面和界面的表面张力的共同作用；2.沉积过程中膜面温度远高于衬底温度产生热应变；3.薄膜和衬底间点阵错配而产生界面应力；4.金属膜氧化后氧化物原子体积增大产生压应力；5.斜入射造成各向异性成核、生长；6.薄膜内产生相变或化学组分改变导致原子体积变化。热氧化是在一定的温度和气体条件下，使硅片表面氧化一定厚度的氧化硅的。主要有干法氧化和湿法氧化，干法氧化是在硅片表面通入氧气，硅片与氧化反应生成氧化硅，氧化速率比较慢，氧化膜厚容易控制。湿法氧化在炉管当中通入氧气和氢气，两者反应生长水蒸气，水蒸气与硅片表面反应生长氧化硅，湿法氧化，速率比较快，可以生长比较厚的薄膜。磁控溅射常用于新型氧化物，陶瓷材料的镀膜，电子束则用于对薄膜质量较高的金属材料。安徽磁控溅射真空镀膜平台

在蒸发温度以上进行蒸发试，蒸发源温度的微小变化即可引起蒸发速率发生很大变化。云南磁控溅射真空镀膜工艺

解决靶中毒主要有以下几种方法;1.使用射频电源进行溅射；2.采用闭环控制反应气体通入流量；3.使用孪生靶交替溅射；4.控制镀膜模式的变换：在镀膜前，采集靶中毒的迟滞效应曲线，使进气流量控制在产生靶中毒的前沿，确保工艺过程始终处于沉积速率陡降前的模式。常用的薄膜制备方式主要有两种，其中一种是物理的气相沉积（PVD），PVD的方法有磁控溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、热阻蒸发等。另一种是化学气相沉积法（CVD），主要有常压CVD、LPCVD（低压气相沉积法）、PECVD（等离子体增强气相沉积法）等方法。云南磁控溅射真空镀膜工艺

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