最新半导体器件半导体工艺介绍薄膜淀积幻灯片.ppt

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1、薄膜淀积（沉积）为满足微纳加工工艺和器件要求，通常情况下关注为满足微纳加工工艺和器件要求，通常情况下关注薄膜的如下几个特性：薄膜的如下几个特性：1、台阶覆盖能力台阶覆盖能力2、低的膜应力低的膜应力3、高的深宽比间隙填充能力高的深宽比间隙填充能力4、大面积薄膜厚度均匀性、大面积薄膜厚度均匀性5、大面积薄膜介电、大面积薄膜介电电学电学折射率特性折射率特性6、高纯度和高密度、高纯度和高密度7、与衬底或下层膜有好的粘附能力、与衬底或下层膜有好的粘附能力MOCVD设备物理沉积物理沉积PVD （Physical Vapor Deposition） 采用蒸发或溅射等手段使固体材料变成蒸汽，并在基底表面凝聚并

2、沉积下来。 没有化学反应出现，纯粹是物理过程物理沉积方法物理沉积方法 Thermal Evaporation (热蒸发热蒸发) E-beam Evaporation (电子束蒸发电子束蒸发) Sputtering (溅射溅射) Filter Vacuum Arc (真空弧等离子体真空弧等离子体) Thermal Oxidation (热氧化) Screen Printing (丝网印刷) Spin Coating (旋涂法) Electroplate (电镀) Molecular Beam Epitaxy (分子束外延)高真空高真空环境环境10-3 Pa热蒸发技术热蒸发技术 (Thermal

3、Evaporation Technique)蒸发工艺是最早出现的金属沉积工艺钨W(Tm=3380) 钽Ta(Tm=2980) 钼Mo(Tm=2630) 热蒸发-几种典型结构 挡板蒸发源晶振电子束蒸发电子束蒸发(E-beam Evaporation Technique)when V= 10 kVElectron Velocity = 6104 km/sTemperature 5000-6000 E-beam Evaporation Machine溅射技术溅射技术 (Sputtering)溅射技术基本原理：在真空腔中两个平板电极中充有稀薄惰性气体，在施加电压后会使气体电离，离子在电场的加速下轰击靶

4、材(阴极)，在使靶材上撞击(溅射)出原子，被撞击出的原子迁移到衬底表面形成薄膜。驱动方式： 直流型 DC Diode 射频型 RF Diode 磁场控制型 Magnetron离子溅射技术物理过程1234分子束外延 是一种可在原子尺度上精确控制外延厚度、掺杂和界面平整度的薄膜制备技术。物理沉积单晶薄膜方法；在超高真空腔内，源材料通过高温蒸发、辉光放电离子化、气体裂解，电子束加热蒸发等方法，产生分子束流。入射分子束与衬底交换能量后，经表面吸附、迁移、成核、生长成膜。 主要用于半导体薄膜制备（超薄膜、多层量子结、超晶格）； 新一代微波器件和光电子器件的主要技术方法经典范例GaAs薄膜的生长优点 源和衬底分别进行加热和控制，生长温度低 ，可形成超精细结构。 生长速度低，容易在过程中控制，有利于生长多层异质结构 是一个动力学过程，可以生长一般热平衡生长难以得到的晶体 。 生长过程中，表面处于真空中，利于实时监控检测。