半导体工艺原理--薄膜技术(1)--物理气相淀积(2013.6.8)(贵州大学)

1、微电子工艺微电子工艺-薄膜技术薄膜技术(1)(1) 物理气相淀积物理气相淀积 （Physical Vapor Deposition） 第5章 PVD2 物理气相淀积（物理气相淀积（PVD） n1 1 真空蒸发法原理真空蒸发法原理 n2 2 设备与方法设备与方法 n3 3 加热器加热器 n4 4 气体辉光放电气体辉光放电 n5 5 溅射溅射 第5章 PVD3 n物理气相淀积（物理气相淀积（Physical vapor deposition， PVD）是利用某种物理过程，如用是利用某种物理过程，如用真空真空蒸发蒸发 和和溅射溅射方法方法实现物质转移，即原子或分子由实现物质转移，即原子或分子由 源转

2、移到衬底源转移到衬底(硅硅)表面淀积成薄膜。表面淀积成薄膜。 蒸发必须在蒸发必须在 高真空度下高真空度下 进行进行。 溅射是在气体辉溅射是在气体辉 光放电的等离子光放电的等离子 状态实现。状态实现。 nPVD常用来制备金属薄膜常用来制备金属薄膜:如如Al, Au, Pt,Cu， 合金及多层金属。合金及多层金属。 第5章 PVD4 一、一、 真空蒸发法制备薄膜的基本原理真空蒸发法制备薄膜的基本原理 n真空蒸发真空蒸发即利用蒸发材料在高温时所具有的饱和蒸即利用蒸发材料在高温时所具有的饱和蒸 汽压进行薄膜制备。汽压进行薄膜制备。 n在真空条件下，加热蒸发源，使原子在真空条件下，加热蒸发源，使原子或分

3、子从蒸发或分子从蒸发 源表面逸出源表面逸出，形成蒸汽流并入射到硅片衬底表面凝，形成蒸汽流并入射到硅片衬底表面凝 结形成固态薄膜。结形成固态薄膜。 n这种物理淀积方法，制备的一般是多晶金属薄膜。这种物理淀积方法，制备的一般是多晶金属薄膜。 真空蒸发法优点真空蒸发法优点 n设备简单，操作容易 n所制备的薄膜纯度较高，厚度控制较精确，成膜速率快 n生长机理简单 真空蒸发法主要缺点真空蒸发法主要缺点 所形成的薄膜与衬底附着力较小 工艺重复性不够理想 台阶覆盖能力差 已为溅射法和 化学气相淀积 法所代替 第5章 PVD6 蒸镀过程蒸镀过程 n源受热蒸发；源受热蒸发； n气化原子或分子在气化原子或分子在

4、蒸发源与基片之间蒸发源与基片之间 的输运；的输运； n被蒸发的原子或分被蒸发的原子或分 子在衬底表面的淀子在衬底表面的淀 积：凝结积：凝结成核成核 生长生长成膜。成膜。 第5章 PVD7 1.1 基本参数基本参数 n汽化热汽化热H 被蒸发的原子或分子需克服固相或液相的原被蒸发的原子或分子需克服固相或液相的原 子间束缚，而蒸发到真空中并形成具有一定动能的气相子间束缚，而蒸发到真空中并形成具有一定动能的气相 原子或分子所需的能量。原子或分子所需的能量。 常用金属材料汽化热常用金属材料汽化热 /原子（分子）原子（分子） 在蒸发温度下的动能在蒸发温度下的动能 /原子（分子）原子（分子） 4HeV 3

5、0.2 2 EkTeV 饱和蒸汽压饱和蒸汽压P 在一定温度下真空室内蒸发物质的蒸汽与固态在一定温度下真空室内蒸发物质的蒸汽与固态 或液态平衡时所表现出来的压力或液态平衡时所表现出来的压力 蒸发温度蒸发温度 在饱和蒸汽压为在饱和蒸汽压为133.310-2Pa时所对应的物质温度时所对应的物质温度 n蒸发速率 蒸发速率和温度、蒸蒸发速率和温度、蒸 发面积、表面的清洁程度、加发面积、表面的清洁程度、加 热方式有关，工程上将源物质、热方式有关，工程上将源物质、 蒸发温度和蒸发速率之间关系蒸发温度和蒸发速率之间关系 绘成为绘成为诺漠图。诺漠图。 2 2 kT d P 分子平均自由程分子平均自由程 粒子两次

6、碰撞粒子两次碰撞 之间飞行的平均距离之间飞行的平均距离 蒸汽压蒸汽压 第5章 PVD9 蒸镀为什么要求高真空度？蒸镀为什么要求高真空度？ n蒸发的原子（或分子）的输运应为直线，真空度过低，蒸发的原子（或分子）的输运应为直线，真空度过低， 输运过程被气体分子多次碰撞散射，方向改变，动量降输运过程被气体分子多次碰撞散射，方向改变，动量降 低，难以淀积到衬底上。低，难以淀积到衬底上。 n真空度过低，气体中的氧和水汽，使金属原子或分子在真空度过低，气体中的氧和水汽，使金属原子或分子在 输运过程中氧化，同时也使加热衬底表面发生氧化。输运过程中氧化，同时也使加热衬底表面发生氧化。 n系统中气体的杂质原子或

7、分子也会淀积在衬底上，影响系统中气体的杂质原子或分子也会淀积在衬底上，影响 淀积薄膜质量。淀积薄膜质量。 第5章 PVD10 1.2 真空的获得真空的获得 n初真空：初真空：0.1760Torr，10105Pa n中真空：中真空：10-410-1Torr，10-210Pa n高真空：高真空：10-810-4Torr，10-610-2Pa n超高真空：超高真空：10-8Torr， 10-6Pa 1atm=760Torr 1atm=760Torr ， 1Torr=133.3Pa1Torr=133.3Pa 半导体工艺设备一般工作在初、中真空度。而在通入半导体工艺设备一般工作在初、中真空度。而在通入

8、工作气体之前，设备先抽至高、超高真空度。工作气体之前，设备先抽至高、超高真空度。 第5章 PVD11 气体流动及导率气体流动及导率-气体动力学气体动力学 n气流用标准体积来测量，指相同气体气流用标准体积来测量，指相同气体,在在0 和和1atm下所占的体积。下所占的体积。 阀门 () m d Gd V q d td t n质量流速质量流速qm (g/s)： m p Qq g 气体流量气体流量Q (Latm/min)： G-在体积V内 气体的质量 -质量密度 nC与电导率一样并联相加；串联时倒数相加与电导率一样并联相加；串联时倒数相加 n若大量气体流过真空系统，要保持腔体压力接近泵的压力，若大量气

9、体流过真空系统，要保持腔体压力接近泵的压力， 就要求真空系统有大的传导率就要求真空系统有大的传导率-管道直径；泵放置位置管道直径；泵放置位置 泵入口压力泵入口压力 12 Q C PP 气体传导率气体传导率C p p p d Q S Pdt 泵的抽速泵的抽速Sp-体积置换率体积置换率 p p p d Q S Pdt 泵的抽速泵的抽速Sp-体积置换率体积置换率 第5章 PVD13 1.3真空泵真空泵 初、中初、中真空真空度度的获得的获得 n用活塞用活塞/叶片叶片/柱塞柱塞/隔膜的隔膜的 机械运动将气体正向移位机械运动将气体正向移位 n有三步骤：捕捉气体有三步骤：捕捉气体-压缩压缩 气体气体-排出气

10、体排出气体 n压缩比压缩比 旋转叶片旋转叶片 真空泵真空泵 罗茨泵罗茨泵 n旋片泵旋片泵 旋片泵主要由定子、转子、旋 片、定盖、弹簧等零件组成。 n其结构是利用偏心地装在定子腔内的转 子和转子槽内滑动的借助弹簧张力和离 心力紧贴在定子内壁的两块旋片，当转 子旋转时，始终沿定子内壁滑动。 旋片泵工作原理图旋片泵工作原理图 1-泵体;2-旋片;3-转子; 4 -弹簧;5-排气阀 两个旋片把转子、定子内腔和定盖所围 成的月牙型空间分隔成A、B、C三个部 分，不断地进行着吸气、压缩、排气过 程，从而达到连续抽气的目的。 n在泵腔内，有二个“8”字形 的转子相互垂直地安装在一 对平行轴上，由传动比为1的

11、 一对齿轮带动作彼此反向的 同步旋转运动。在转子之间， 转子与泵壳内壁之间，保持 有一定的间隙，可以实现高 转速运行。 n压缩比30：1 n罗茨泵 在0位置时下转子从泵入口 封入v0体积的气体。 当转到45位置时该腔与排气口相通。 由于排气侧压强较高，引起一部分 气体返冲过来。 当转到90位置时,下转子封入 的气体，连同返冲的气体一起 排向泵外。这时，上转子也从 泵入口封入v0体积的气体。 当转子继续转到135时，上转子封 入的气体与排气口相通，重复上述过 程。 180位置和0位置是 一样的。转子主轴旋转 一周共排出四个v0体积 的气体。 第5章 PVD17 高、超高真空度的获得高、超高真空度

12、的获得 在微电子加工领域，高真空泵分为两类：在微电子加工领域，高真空泵分为两类： （1）转移动量给气态分子而抽吸气体）转移动量给气态分子而抽吸气体 （2）俘获气体分子）俘获气体分子 抽吸腐蚀性、有毒、抽吸腐蚀性、有毒、 大流量气体大流量气体- 扩散泵、分子泵扩散泵、分子泵 抽吸通入的小流抽吸通入的小流 量气体或工艺前量气体或工艺前 抽吸腔室抽吸腔室- 低温泵低温泵 扩散泵扩散泵 n靠高速蒸汽射流来携带气体以达到抽气的目的 n工作原理工作原理 当油扩散泵用前级泵预抽到低于1帕 真空时,油锅可开始加热。沸腾时喷嘴喷出高速 的蒸气流，热运动的气体分子扩散到蒸气流中， 与定向运动的油蒸气分子碰撞。气体

13、分子因此 而获得动量，产生和油蒸气分子运动方向相同 的定向流动。到前级，油蒸气被冷凝，释出气 体分子，即被前级泵抽走而达到抽气目的。 n适用于高真空,但入口真空也要求较高,一般前要 接机械泵 n压缩比可达108 n油扩散泵主要由 泵体、扩散喷嘴、 蒸气导管、油锅、 加热器、扩散器、 冷却系统和喷射 喷嘴等部分组成。 涡轮分子泵涡轮分子泵 n1958年，联邦德国的W.贝克首次提出有实 用价值的涡轮分子泵 n利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分 子，使气体产生定向流动而抽气的真空泵。 n动叶轮外缘的线速度高达气体分子热运动 的速度（一般为150400米秒）。具有 这样的高速度才能使气体分子与动叶片

14、相 碰撞后改变随机散射的特性而作定向运动。 n压缩比可达109 涡轮分子泵涡轮分子泵主要由泵体、 带叶片的转子（即动叶 轮）、静叶轮和驱动系 统等组成。 低温泵低温泵Cryopump （cold pump | cryogenic pump | cryovacuum pump | low temperature pump） n利用低温表面冷凝气体真空泵，又称冷 凝泵。 n抽气原理抽气原理 在低温泵内设有由液氦或 制冷机冷却到极低温度的冷板。它使气 体凝结，并保持凝结物的蒸汽压力低于 泵的极限压力，从而达到抽气作用。 低温泵是获得清洁真空的极限压力最低、抽气速率最大的真空泵,广 泛应用于半导体和集

15、成电路的研究和生产,以及分子束研究、真空镀 膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机等方面。 第5章 PVD21 2、设备与方法、设备与方法 n设备由三部分组成：设备由三部分组成： 真空室真空室 抽气系统抽气系统 测试部分测试部分 n蒸发方法：蒸发方法： 单组份、多组份蒸发；单组份、多组份蒸发； 衬底是否加热，冷蒸或衬底是否加热，冷蒸或 热蒸；热蒸； 按加热器分类。按加热器分类。 第5章 PVD22 多组分薄膜的蒸镀方法多组分薄膜的蒸镀方法 (a)单源蒸发法单源蒸发法(b)多源同时蒸发法多源同时蒸发法 第5章 PVD23 3 蒸发源蒸发源 n电阻加热蒸镀电阻加热蒸镀 n电子束电子束(EB)蒸镀蒸镀

16、 n激光蒸镀激光蒸镀 n高频感应蒸镀高频感应蒸镀 第5章 PVD24 3.1 电阻加热器电阻加热器 n出现最早，工艺简单；出现最早，工艺简单； 但有加热器污染，薄膜但有加热器污染，薄膜 台阶覆盖差，难镀高熔台阶覆盖差，难镀高熔 点金属问题。点金属问题。 n对电阻加热材料要求：对电阻加热材料要求： 熔点要高；饱和蒸气压熔点要高；饱和蒸气压 要低；化学稳定性好；要低；化学稳定性好； 被蒸发材料与加热材料被蒸发材料与加热材料 间应有间应有润湿性润湿性。 第5章 PVD25 3.2电子束电子束(EB)加热加热 nEB蒸镀基于电子在电场作蒸镀基于电子在电场作 用下，获得动能轰击处于用下，获得动能轰击处于

17、 阳极的蒸发材料，使其加阳极的蒸发材料，使其加 热汽化。热汽化。 nEB蒸镀相对于电阻加热蒸蒸镀相对于电阻加热蒸 镀镀杂质少杂质少，去除了加热器，去除了加热器 带来的玷污；带来的玷污；可蒸发高熔可蒸发高熔 点金属；热效率高点金属；热效率高； nEB蒸镀薄膜有辐射损伤，蒸镀薄膜有辐射损伤， 即薄膜电子由高激发态回即薄膜电子由高激发态回 到基态产生的；也有设备到基态产生的；也有设备 复杂，价格昂贵的缺点。复杂，价格昂贵的缺点。 第5章 PVD26 3.3电子束加热器电子束加热器 第5章 PVD27 3.4激光蒸镀激光蒸镀 n利用高功率的连续或脉冲激光束作为能源对利用高功率的连续或脉冲激光束作为能源

18、对 蒸发材料进行加热，称为蒸发材料进行加热，称为激光束加热蒸发法。激光束加热蒸发法。 n激光束加热的特点是加热温度高，可避免坩激光束加热的特点是加热温度高，可避免坩 埚的污染，材料蒸发速率高，蒸发过程容易埚的污染，材料蒸发速率高，蒸发过程容易 控制。控制。 n激光加热法特别适应于蒸发那些成份比较复激光加热法特别适应于蒸发那些成份比较复 杂的合金或化合物材料。杂的合金或化合物材料。 第5章 PVD28 3.5 高频感应蒸发高频感应蒸发 n高频感应蒸发源是通高频感应蒸发源是通 过高频感应对装有蒸过高频感应对装有蒸 发源的坩埚进行加热，发源的坩埚进行加热， 使蒸发材料在高频电使蒸发材料在高频电 磁场

19、的感应下产生强磁场的感应下产生强 大的涡流损失和磁滞大的涡流损失和磁滞 损失损失(对铁磁体对铁磁体)，致使，致使 蒸发材料升温直至蒸发材料升温直至 汽化蒸发。汽化蒸发。 4 气体辉光放电气体辉光放电 n溅射溅射 具有一定能量的入射离子在对固体表 面进行轰击时，入射离子在与固体表面原子的 碰撞过程中将发生能量和动量的转移，并可能 将固体表面的原子溅射出来。 n热蒸发本质 能量的转化 溅射本质 能量和动量，原子具有方向性 n溅射过程建立在辉光放电的基础上溅射过程建立在辉光放电的基础上 第5章 PVD30 溅射溅射 选定选定 区域区域 f 几几Pa-几十几十Pa气体气体 4.1 4.1 原理原理 无

20、光放电区： 极少量原子受 到高能宇宙射 线激发而电离； 电流微弱、， 且不稳定 汤生放电区： 电压升高， 电子、离子 的能量逐渐 升高，作用； 作用； 辉光放电： 气体放电击 穿；负阻现 象；阴极电 流密度一定， 有效放电面 积随电流增 加而增大； 反常辉光放 电：阴极全 部成为有效 放电区域， 只有增加功 率才可增加 阴极电流密 度 电弧放电： 随电流增加， 放电电压再 次大幅下降 第5章 PVD31 反常辉光放电区反常辉光放电区 n暗区，暗区，相当于离子和电子相当于离子和电子 从电场获取能量的加速区；从电场获取能量的加速区； n辉光区，辉光区，相当于不同离子相当于不同离子 发生碰撞、复合、

21、电离的发生碰撞、复合、电离的 区域。区域。 n负辉区，负辉区，是最亮区域。是最亮区域。 第5章 PVD32 4.2 等离子体等离子体 n等离子体（等离子体（Plasma）是指具有一定导电能力的气体，是指具有一定导电能力的气体， 它由正离子、电子、光子以及原子、原子团、分子及它由正离子、电子、光子以及原子、原子团、分子及 它们的激发态所组成的混合气体，宏观上呈现电中性。它们的激发态所组成的混合气体，宏观上呈现电中性。 n辉光放电构成的等离子体中粒子能量、密度较低，放辉光放电构成的等离子体中粒子能量、密度较低，放 电电压较高。其特点是质量较大的重粒子，包括离子、电电压较高。其特点是质量较大的重粒子

22、，包括离子、 中性原子和原子团的能量远远低于电子的能量，是一中性原子和原子团的能量远远低于电子的能量，是一 种非热平衡状态的等离子体。种非热平衡状态的等离子体。 第5章 PVD33 等离子鞘层等离子鞘层 n电子：等离子体中电子平均电子：等离子体中电子平均 动能动能2eV，对应温度，对应温度 T=23000K;平均运动速度平均运动速度 v=9.5*105 m/s n离子及中性原子处于低能状离子及中性原子处于低能状 态，对应温度在态，对应温度在T=300-500K； 平均速度平均速度vAr=5*102m/s n等离子鞘层等离子鞘层：电子与离子具：电子与离子具 有不同速度，结果是形成所有不同速度，结

23、果是形成所 谓的谓的等离子鞘层等离子鞘层，即任何处，即任何处 于等离子中的物体相对于等于等离子中的物体相对于等 离子体来讲都呈现出离子体来讲都呈现出负电位，负电位， 且在物体表面出现且在物体表面出现正电荷积正电荷积 累累。 第5章 PVD34 辉光放电中的碰撞过程辉光放电中的碰撞过程 n弹性碰撞弹性碰撞 无激发、电离或复合无激发、电离或复合 n非弹性碰撞非弹性碰撞 动能转变为内能动能转变为内能 维持了自持放电维持了自持放电 电离过程：电离过程： e-+ Ar Ar+2e- 激发过程：激发过程： e-+O2 O2*+e- 分解反应：分解反应：e-+CF4 CF3*+ F*+e- 等离子体中高速运

24、动的电子与其它粒子的碰撞是维持气等离子体中高速运动的电子与其它粒子的碰撞是维持气 体放电的主要微观机制。体放电的主要微观机制。 第5章 PVD35 4.3 射频辉光放电射频辉光放电 n国际上采用的射频频率多为美国联邦通讯委员会国际上采用的射频频率多为美国联邦通讯委员会 (Fcc)建议的建议的13.56MHz。 n在一定气压条件下，在阴阳电极之间加交变电压在一定气压条件下，在阴阳电极之间加交变电压 频率在射频范围时，会产生稳定的射频辉光放电。频率在射频范围时，会产生稳定的射频辉光放电。 射频放电的激发源 nE型放电：高频电场直接激发 nH型放电：高频磁场感应激发 射频辉光放电与直流放电很不相同：

25、射频辉光放电与直流放电很不相同： 电场周期性改变方向，带电粒子不容易到达电极和器壁，电场周期性改变方向，带电粒子不容易到达电极和器壁， 减少了带电粒子的损失。在两极之间不断振荡运动的电子减少了带电粒子的损失。在两极之间不断振荡运动的电子 可从高频电场中获得足够能量，使气体分子电离，电场较可从高频电场中获得足够能量，使气体分子电离，电场较 低就可维持放电。低就可维持放电。 阴极产生的二次电子发射不再是气体击穿必要条件。阴极产生的二次电子发射不再是气体击穿必要条件。 射频电场可由容抗或感抗耦合进淀积室。电极可以是导体，射频电场可由容抗或感抗耦合进淀积室。电极可以是导体， 也可是绝缘体。也可是绝缘体

26、。 第5章 PVD37 5 溅射溅射 n微电子工艺中的溅射，是指利用微电子工艺中的溅射，是指利用气体辉气体辉 光放电光放电时，离子对阴极轰击，使阴极物时，离子对阴极轰击，使阴极物 质飞溅出来淀积到基片上形成薄膜的工质飞溅出来淀积到基片上形成薄膜的工 艺方法。艺方法。 第5章 PVD38 5.1 工艺机理工艺机理 n在初、中真空度下，真空室通入少量氩或其它在初、中真空度下，真空室通入少量氩或其它 惰性气体，加高压或高频电场，使氩等惰性气惰性气体，加高压或高频电场，使氩等惰性气 体电离，正离子在电场作用下撞击靶，靶原子体电离，正离子在电场作用下撞击靶，靶原子 受碰撞溅射，到达衬底淀积成膜。受碰撞溅

27、射，到达衬底淀积成膜。 第5章 PVD39 入射离子溅射分析入射离子溅射分析 溅射出的原子，获得溅射出的原子，获得 很大动能，约很大动能，约10-50eV。 和蒸镀相比（约和蒸镀相比（约0.2eV） 溅射原子在基片表面溅射原子在基片表面 上的迁移能力强，改上的迁移能力强，改 善了台阶覆盖性，以善了台阶覆盖性，以 及与衬底的附着力。及与衬底的附着力。 第5章 PVD40 5.2 溅射特性溅射特性 n溅射阈值溅射阈值 每一种靶材，都存在一个能量阈值，低于每一种靶材，都存在一个能量阈值，低于 这个值就不会发生溅射现象。这个值就不会发生溅射现象。溅射阈值与入射离子溅射阈值与入射离子 质量无关，而主要质

28、量无关，而主要取决于靶取决于靶特性。特性。 n溅射率溅射率S 又称溅射产额又称溅射产额 S=溅射出的靶溅射出的靶原子数入射离子数。原子数入射离子数。 n溅射粒子的溅射粒子的速度和能量速度和能量 第5章 PVD41 溅射率的影响因素溅射率的影响因素 nS与入射离子能量的关与入射离子能量的关 系系：随着入射离子能：随着入射离子能 量的增加，溅射率先量的增加，溅射率先 是增加，其后是一个是增加，其后是一个 平缓区，当离子能量平缓区，当离子能量 继续增加时，溅射率继续增加时，溅射率 反而下降，此时发生反而下降，此时发生 了离子注入现象。了离子注入现象。 第5章 PVD42 溅射率的影响因素溅射率的影响

29、因素 nS与入射离子种类的关系与入射离子种类的关系：溅射率依赖于入射离子，其原子量越大，溅：溅射率依赖于入射离子，其原子量越大，溅 射率越高。溅射率也与入射离子的原子序数有密切的关系，呈现出随射率越高。溅射率也与入射离子的原子序数有密切的关系，呈现出随 离子的原子序数周期性变化。惰性气体的溅射率最高。离子的原子序数周期性变化。惰性气体的溅射率最高。 nS与靶的关系与靶的关系：随靶原子序数增加而增大。：随靶原子序数增加而增大。 第5章 PVD43 溅射率的影响因素溅射率的影响因素 nS与离子入射角与离子入射角 的关系的关系： nS还与靶温、靶还与靶温、靶 晶格结构，靶的晶格结构，靶的 表面情况、

30、溅射表面情况、溅射 压强、升华热的压强、升华热的 大小等因素有关。大小等因素有关。 第5章 PVD44 被溅射出的粒子的速度和能量被溅射出的粒子的速度和能量 n重靶逸出能量高，轻靶逸出速度高。重靶逸出能量高，轻靶逸出速度高。 n不同靶逸出能不同，溅射率高的靶，逸出能较低。不同靶逸出能不同，溅射率高的靶，逸出能较低。 n相同轰击能，逸出能随入射离子质量线性增加；轻入射离相同轰击能，逸出能随入射离子质量线性增加；轻入射离 子溅射出的靶逸出能量较低，约子溅射出的靶逸出能量较低，约10eV；重入射离子溅射；重入射离子溅射 出的靶逸出能量较大，约出的靶逸出能量较大，约30-40eV。 n靶的逸出能量，随

31、入射离子能量而增加，当入射离子能达靶的逸出能量，随入射离子能量而增加，当入射离子能达 1keV时，平均逸出能趋于恒定值。时，平均逸出能趋于恒定值。 n在倾斜方向逸出的原子具有较高的逸出能量。在倾斜方向逸出的原子具有较高的逸出能量。 第5章 PVD45 5.3 溅射方法（式）溅射方法（式） n直流溅射直流溅射 n射频溅射射频溅射 n磁控溅射磁控溅射 n反应溅射反应溅射 n离子束溅射离子束溅射 n偏压溅射偏压溅射 第5章 PVD46 1）、直流溅射）、直流溅射 n最早出现，是将靶作为最早出现，是将靶作为 阴极，只能制备导电的阴极，只能制备导电的 金属薄膜，溅射速率很金属薄膜，溅射速率很 慢。慢。

32、气压和淀积速率的关系气压和淀积速率的关系 第5章 PVD47 2）、射频溅射）、射频溅射 n在射频电场作用下，气在射频电场作用下，气 体电离为等离子体。靶体电离为等离子体。靶 相对于等离子体而言是相对于等离子体而言是 负极，被轰击溅射；衬负极，被轰击溅射；衬 底放置电极与机壳相连，底放置电极与机壳相连， 鞘层压降很小，与等离鞘层压降很小，与等离 子体基本等电位。子体基本等电位。 n可溅射介质薄膜，如可溅射介质薄膜，如 SiO2等；等； n功率大，对人身防护成功率大，对人身防护成 问题。问题。 13.56MHz 4 c d d c A A V V 第5章 PVD48 3）、磁控溅射）、磁控溅射 n在阴极靶面上建立一在阴极靶面上建立一 个磁场，以控制二次个磁场，以控制二次 电子的运动，延长电电子的运动，延长电 子飞向阳极