功率器件真空镀膜代工 广东省科学院半导体研究所供应

磁控溅射一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜，功率器件真空镀膜代工。PECVD等离子增强化学气相沉积，等离子体是物质分子热运动加剧，相互间的碰撞会导致气体分子产生电离，功率器件真空镀膜代工，物质就会变成自由运动并由相互作用的正离子，功率器件真空镀膜代工、电子和中性粒子组成的混合物。磁控溅射一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀。功率器件真空镀膜代工

电子束蒸发：将蒸发材料置于水冷坩埚中，利用电子束直接加热使蒸发材料汽化并在衬底上凝结形成薄膜，是蒸度高熔点薄膜和高纯薄膜的一种主要加热方法。真空镀膜技术一般分为两大类，即物理的气相沉积技术和化学气相沉积技术。物理的气相沉积技术是指在真空条件下，利用各种物理方法，将镀料气化成原子、分子或使其离化为离子，直接沉积到基体表面上的方法。制备硬质反应膜大多以物理的气相沉积方法制得，它利用某种物理过程，如物质的热蒸发，或受到离子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。中山磁控溅射真空镀膜外协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。

等离子体化学气相沉积法，利用了等离子体的活性来促进反应，使化学反应能在较低的温度下进行。优点是：反应温度降低，沉积速率较快，成膜质量好，不容易破裂。缺点是：设备投资大、对气管有特殊要求。PECVD工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子，就会使中性反应气体分子变成碎片或处于活动的状态容易发生反应，以在衬底在300-350℃就可以得到良好的氧化硅或者氮化硅薄膜，可以在器件当中作为钝化绝缘层，来提高器件的可靠性。

在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场的作用下较终沉积在衬底上。由于该电子的能量很低，传递给衬底的能量很小，致使衬底温升较低。磁控溅射的工作原理是指电子在外加电场的作用下，在飞向衬底过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向衬底，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。PECVD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。

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。PECVD主要由工艺管及加热炉、推舟系统、气路系统、电气系统、计算机系统、真空系统6大部分组成。中山磁控溅射真空镀膜外协

蒸发速率正比于材料的饱和蒸气压，温度变化10%左右，饱和蒸气压就要变化一个数量级左右。功率器件真空镀膜代工

使用等离子体增强气相沉积法（PECVD）可在低温（200-350℃）沉积出良好的氧化硅薄膜，已被普遍应用于半导体器件工艺当中。在LED工艺当中，因为PECVD生长出的氧化硅薄膜具有结构致密，介电强度高、硬度大等优点，而且氧化硅薄膜对可见光波段吸收系数很小，所以氧化硅被用于芯片的绝缘层和钝化层。评价氧化硅薄膜的质量，较简单的方法是采用BOE腐蚀氧化硅薄膜，腐蚀速率越慢，薄膜质量越致密，反之，腐蚀速率越快，薄膜质量越差。另外，沉积速率的快慢也会影响到薄膜的质量，沉积速率过快，会导致氧化硅薄膜速率过快，说明薄膜质量比较差。广东省科学院半导体研究所。功率器件真空镀膜代工

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