哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件

哈工大微电子工艺(3)----物理气相淀积幽默来自智慧，恶语来自无能哈工大微电子工艺(3)----物理气相淀积幽默来自智慧，恶语1微电子工艺一膜技术(1)第5章物理气相淀积(PhysicalVaporDeposition)微电子工艺一膜技术(1)2第5章物理气相淀积(PVD)■51真空蒸发法原理■52设备与方法■53加热器■54气体辉光放电■5.5溅射5章PVD第5章物理气相淀积(PVD)3蒸发必须在高真空度下溅射是在气体辉进行。光放电的等离子状态实现。物理气相淀积(Physicalvapordeposition,PVD)是利用某种物理过程,如用真空蒸发和溅射方法实现物质转移,即原子或分子由源转移到衬底(硅)表面淀积成薄膜。■PVD常用来制备金属薄膜:如A,Au,Pt,Cu,合金及多层金属5章PVD蒸发必须在451真空蒸发法制备薄膜的基本原理真空蒸发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。在真空条件下,加热蒸发源,使原子或分子从蒸发源表面逸出,形成蒸汽流并入射到l片衬底表面凝结形成固态薄膜这种物理淀积方法,制备的一般是多晶金属薄膜。5章PVD51真空蒸发法制备薄膜的基本原理5真空蒸发法优点■设备简单,操作容易所制备的薄膜纯度较高,厚度控制较精确,成膜速率生长机理简单真空蒸发法主要缺点所形成的薄膜与衬底附着力较小已为溅射法和·工艺重复性不够理想化学气相淀积台阶覆盖能力差法所代替真空蒸发法优点6蒸镀过程■源受热蒸发;基片夹剩加热器气化原子或分子真空罩鞭聚的淀积物可用作吸气剂在蒸发源与基片来吸气之间的输运;燕发料释出■被蒸发的原子或由内表面解呢的气体档板速率表面加热而增加分子在衬底表面的淀积:凝结→少量气体由抽空系统流成核→生长→成至抽空系統膜5章PVD蒸镀过程751.1基本参数■汽化热ΔH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原子或分子所需的能量常用金属材料汽化热AH=4eV原子(分子)在蒸发温度下的动能E=kT=0.2eW原子(分子)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或液态平衡时所表现出来的压力蒸发温度在饱和蒸汽压为133*10Pa时所对应的物质温度5章PVD51.1基本参数8TTTTTE分子平均自由程粒子两次碰撞之间飞行的平均距离人kTzdp蒸发逃率蒸发速率和g"温度、蒸发面积、表面的清洁程度、加热方式有关,工程上将源物质蒸发温度和蒸发速率之间关系绘成为诺漠图。03L1502000福度(℃)TTTTTE9蒸镀为什么要求高真空度■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,动量降低,难以淀积到衬底上。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。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,5章PVD蒸镀为什么要求高真空度10512真空的获得■初真空:01~760Tor,10-105Pa■中真空:10-4-10Torr,102~10Pa■高真空:108~104Torr,106~102Pa超高真空:<10orr,<10°Palatm=760Torr,Torr=1333Pa半导体工艺设备一般工作在初、中真空度。而在通入工作气体之前,设备先抽至高、超高真空度。5章PVD512真空的获得11哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件12哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件13哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件14哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件15哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件16哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件17哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件18哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件19哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件20哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件21哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件22哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件23哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件24哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件25哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件26哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件27哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件28哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件29哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件30哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件31哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件32哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件33哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件34哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件35哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件36哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件37哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件38哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件39哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件40哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件41哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件42哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件43哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件44哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件45哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件46哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件47哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件48哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件49哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件50哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件51哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件52哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件53哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件54谢谢！21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根

22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈

23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思

24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚

25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸砒腥悉漠堑脊髓灰质炎(讲课2019)脊髓灰质炎(讲课2019)谢谢！21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻55哈工大微电子工艺(3)----物理气相淀积幽默来自智慧，恶语来自无能哈工大微电子工艺(3)----物理气相淀积幽默来自智慧，恶语56微电子工艺一膜技术(1)第5章物理气相淀积(PhysicalVaporDeposition)微电子工艺一膜技术(1)57第5章物理气相淀积(PVD)■51真空蒸发法原理■52设备与方法■53加热器■54气体辉光放电■5.5溅射5章PVD第5章物理气相淀积(PVD)58蒸发必须在高真空度下溅射是在气体辉进行。光放电的等离子状态实现。物理气相淀积(Physicalvapordeposition,PVD)是利用某种物理过程,如用真空蒸发和溅射方法实现物质转移,即原子或分子由源转移到衬底(硅)表面淀积成薄膜。■PVD常用来制备金属薄膜:如A,Au,Pt,Cu,合金及多层金属5章PVD蒸发必须在5951真空蒸发法制备薄膜的基本原理真空蒸发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。在真空条件下,加热蒸发源,使原子或分子从蒸发源表面逸出,形成蒸汽流并入射到l片衬底表面凝结形成固态薄膜这种物理淀积方法,制备的一般是多晶金属薄膜。5章PVD51真空蒸发法制备薄膜的基本原理60真空蒸发法优点■设备简单,操作容易所制备的薄膜纯度较高,厚度控制较精确,成膜速率生长机理简单真空蒸发法主要缺点所形成的薄膜与衬底附着力较小已为溅射法和·工艺重复性不够理想化学气相淀积台阶覆盖能力差法所代替真空蒸发法优点61蒸镀过程■源受热蒸发;基片夹剩加热器气化原子或分子真空罩鞭聚的淀积物可用作吸气剂在蒸发源与基片来吸气之间的输运;燕发料释出■被蒸发的原子或由内表面解呢的气体档板速率表面加热而增加分子在衬底表面的淀积:凝结→少量气体由抽空系统流成核→生长→成至抽空系統膜5章PVD蒸镀过程6251.1基本参数■汽化热ΔH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原子或分子所需的能量常用金属材料汽化热AH=4eV原子(分子)在蒸发温度下的动能E=kT=0.2eW原子(分子)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或液态平衡时所表现出来的压力蒸发温度在饱和蒸汽压为133*10Pa时所对应的物质温度5章PVD51.1基本参数63TTTTTE分子平均自由程粒子两次碰撞之间飞行的平均距离人kTzdp蒸发逃率蒸发速率和g"温度、蒸发面积、表面的清洁程度、加热方式有关,工程上将源物质蒸发温度和蒸发速率之间关系绘成为诺漠图。03L1502000福度(℃)TTTTTE64蒸镀为什么要求高真空度■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,动量降低,难以淀积到衬底上。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。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,5章PVD蒸镀为什么要求高真空度65512真空的获得■初真空:01~760Tor,10-105Pa■中真空:10-4-10Torr,102~10Pa■高真空:108~104Torr,106~102Pa超高真空:<10orr,<10°Palatm=760Torr,Torr=1333Pa半导体工艺设备一般工作在初、中真空度。而在通入工作气体之前,设备先抽至高、超高真空度。5章PVD512真空的获得66哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件67哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件68哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件69哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件70哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件71哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件72哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件73哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件74哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件75哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件76哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件77哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件78哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件79哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件80哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件81哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件82哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件83哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件84哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件85哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件86哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件87哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件88哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件89哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件90哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件91哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件92哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件93哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件94哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件95哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件96哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件97哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件98哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件99哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件100哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件101哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件102哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件103哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件104哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件105哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件106哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件107哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件108哈工大微电子工艺3物理气相淀积课件109谢谢！21、要知