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关心半导体机械设备国内生产制造的:说说物理学液相堆积机器设备

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2020.07.20
信息摘要:
薄膜沉积是半导体元器件生产制造全过程中的一个关键步骤,根据薄膜沉积工艺能够在圆晶上生长发育出各种各样导电性薄膜层和绝缘层薄膜层,为事后工艺奠…

薄膜沉积是半导体元器件生产制造全过程中的一个关键步骤,根据薄膜沉积工艺能够 在圆晶上生长发育出各种各样导电性薄膜层和绝缘层薄膜层,为事后工艺奠定基础。依据原理不一样,薄膜沉积工艺可分成物理学工艺、有机化学工艺和外延性工艺三大类,需要的机器设备是薄膜沉积机器设备。文中是薄膜沉积机器设备的第一篇。

薄膜沉积工艺基本原理薄膜沉积是在圆晶衬底上根据物理学液相沉积等方式生长发育出的一层薄厚十分薄的薄膜,这层薄膜能够 是绝缘层化学物质、半导体器件或是金属材料,因而依照原材料的种类,沉积薄膜可分成半导体材料薄膜(Si)、物质薄膜(二氧化硅、氮化硅等)及金属材料薄膜(铝、铜、钨、钛等):


以便考虑半导体元器件特性规定,工艺上规定沉积薄膜具备好的台阶覆盖工作能力、添充高的深长宽比空隙的工作能力、好的薄厚匀称性、高纯和多层地、受操纵的有机化学使用量、高宽比的构造一致性、低的膜地应力、优良的电力学特点等。

薄膜生长发育的全过程分成晶核生成、集聚整束和产生持续的膜三个流程:


形核就是指小量原子或分子结构生成物融合起來,产生粘附在圆晶表面上的分离出来的小膜层,晶核立即产生于表面。集聚整束也称作岛生长发育,基本产生的晶核依照圆晶表面电子密度和束相对密度生长发育,以后伴随着岛的持续生长发育,直到产生持续的膜,那样便完成了薄膜的表面沉积。

薄膜沉积普遍技术性文中开场便提及,依照基本原理不一样,薄膜沉积可分物理学工艺、有机化学工艺和外延性工艺三大类。再开展细分化,物理学工艺可分成溅射和蒸镀两大类,有机化学工艺可分成有机化学液相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD):


物理学液相沉积PVD物理学液相沉积是在真空泵标准下,选用物理方法将固态或液體原材料源表面汽化成汽体原子、分子结构或一部分弱电解质,根据底压汽体或等离子技术,在衬底表面沉积薄膜的技术性,关键分溅射和蒸镀两类:


蒸镀是将镀料在真空泵中加温、挥发,挥发的原子或原子团在溫度较低的衬底表面凝固并产生薄膜。以离子束蒸镀为例子,用较高能聚焦点的离子束融解并挥发原材料。溅射是将具备一定动能的出射颗粒在衬底表面开展负电子时出射颗粒与衬底表面原子产生撞击并产生动能与角动量迁移,进而完成将衬底表面原子溅射出去的目地:


离子束蒸镀的优势是束流相对密度高,可做到10^4-10^9W/立方厘米的功率,发热量可立即加进蒸镀原材料的表面,热效高,导热和辐射热损害较小,另外还能够考虑钨、二氧化硅和三氧化二铝等硅化物金属材料和金属氧化物等原材料。离子束蒸镀缺陷是射线管传出的一次电子器件和挥发原材料传出的二次电子会使挥发原子和残留汽体分子结构分离出来,危害膜层品质;设备构造繁琐,价格比较贵,并且易造成对身体危害的放射线。事实上蒸镀较大的缺陷是不可以造成匀称的台阶覆盖,因而现阶段流行工艺已不可用该类机器设备,但在封裝工艺还也有立足之地。

溅射的特性是一切化学物质均可溅射,二是膜层纯净度较高,三是精确性好,膜厚可控性。但溅射的缺陷是机器设备繁杂,必须髙压设备。溅射机器设备中磁控溅射因具备极好沉积高效率、尺寸较大范畴的沉积薄厚操纵、精准的成份操纵及较低的启辉工作电压等优点变成运用最普遍的机器设备。

传统式的溅射技术性存有当特点规格变小时溅射进到具备深奥长宽比的埋孔和狭小断面的工作能力受到限制这一客观性难题,因此离子化物理学液相沉积被引进,现阶段在制做具备深奥长宽比的孔隙度、管沟的半导体元器件中被广泛运用。

PVD机器设备生产商介绍在PVD机器设备行业英国应用材质一家独大,市场占有率约占据全世界的80%,其Endura系列产品PVD可用以逻辑性IC和储存器等各种元器件的薄膜沉积工艺,机器设备遮盖前和后道工艺过程:


中国PVD生产商主要是北方华创。北方华创的PVD选用的是磁控溅射技术性,机器设备运用于90-14nm连接点的薄膜沉积工艺。eVictor AX30 Al pad物理学液相沉积系统软件关键用以后道封裝中的Al金属材料互联工艺,服务平台配备八个工艺控制模块,可依据要求开展多元化配备。

硬掩膜工艺能够 为金属材料互联线的样子出示精确操纵,在集成电路芯片生产制造中十分重要。低介电原材料氮化钛做为硬掩膜原材料运用普遍。氮化钛掩膜原材料沉积对PVD机器设备的规定较高,其与众不同的甚高频技术性,在中性化地应力和薄膜相对密度强度中间做到了优良的均衡,进而提升商品合格率,生产制造出密度高的、低地应力的薄膜。北方华创exiTexiTin H630 TiN金属材料硬掩膜PVD系统软件关键用以55-28nm连接点12英寸金属材料硬掩膜工艺:

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