物理气的相沉积.pdf

PVD （物理气相沉积）薄 膜工艺及设备介绍 赵德胜 1 主要内容 一 PVD薄膜沉积的基本原理 二 PVD薄膜沉积各种方式的比较 三 PVD薄膜沉积中常见问题 四 PVD薄膜的表征 五 纳米加工平台现有设备介绍 2 一 PVD薄膜沉积的基本原理 在半导体行业PVD主要用于金属化 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD)技术：表示在真空条件下，采用物理方 法，将材料源－固体或液体表面气化成气体原 子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体 （或等离子体）过程，在基体表面沉积具有特 殊功能薄膜的技术。 3 一 PVD薄膜沉积的基本原理 PVD技术的分类 物理气相沉积（PVD ） 真空蒸镀 电子束（EB ）蒸发 热蒸发 溅射镀膜 直流溅射 射频溅射 脉冲直流溅射 离子镀 4 一 PVD薄膜沉积的基本原理 真空蒸镀 真空蒸镀是将镀料在真空中加热、蒸发，使蒸 发的原子或原子团在温度较低的基板上凝结， 形成薄膜。 热蒸发、EB蒸发。 一 PVD薄膜沉积的基本原理 热蒸发原理及特点 热蒸发是在真空状况下，将所要蒸镀的材料 利用电阻加热达到熔化温度，使原子蒸发， 到达并附着在基板表面上的一种镀膜技术。 特点：装置便宜、操作简单广泛用于Au、Ag、 Cu、Ni、In、Cr等导体材料。 一 PVD薄膜沉积的基本原理 E-beam蒸发原理 热电子由灯丝发射后，被加速阳极加速，获得 动能轰击到处于阳极的蒸发材料上，使蒸发材 料加热气化，而实现蒸发镀膜。 特点：多用于要求纯度极高的膜、绝缘物的蒸 镀和高熔点物质的蒸镀 电子束 熔融的 蒸镀源 水 水冷 坩埚 一 PVD薄膜沉积的基本原理 溅射镀膜 溅射－用带有几十电子伏以上动能的粒子或粒 子束照射固体表面，靠近固体表面的原子会获 得入射粒子所带能量的一部分进而向真空中放 出，这种现象称为溅射。 一 PVD薄膜沉积的基本原理 溅射镀膜 磁控溅射－电子在电场的作用下加速飞向基片 的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩 离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的 作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子 ，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成