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來源： 發(fā)布時(shí)間：2023-11-30

針對(duì)PVD制備薄膜應(yīng)力的解決辦法主要有：1.提高襯底溫度，有利于薄膜和襯底間原子擴(kuò)散,，并加速反應(yīng)過程,，有利于形成擴(kuò)散附著，降低內(nèi)應(yīng)力,；2.熱退火處理,，薄膜中存在的各種缺陷是產(chǎn)生本征應(yīng)力的主要原因，這些缺陷一般都是非平衡缺陷,，有自行消失的傾向,，但需要外界給予活化能。對(duì)薄膜進(jìn)行熱處理,，非平衡缺陷大量消失,，薄膜內(nèi)應(yīng)力降低；3.添加亞層控制多層薄膜應(yīng)力,，利用應(yīng)變相消原理,，在薄膜層之間再沉積一層薄膜，控制工藝使其呈現(xiàn)與結(jié)構(gòu)薄膜相反的應(yīng)力狀態(tài),，緩解應(yīng)力帶來的破壞作用，整體上抵消內(nèi)部應(yīng)力 從蒸發(fā)源蒸發(fā)的分子通過等離子區(qū)時(shí)發(fā)生電離,。?？谡婵斟兡すに?/p>

ALD是一種薄膜形成方法,，其中將多種氣相原料（前體）交替暴露于基板表面以形成膜,。與CVD不同，不同類型的前驅(qū)物不會(huì)同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)室,，而是作為單獨(dú)的步驟引入（脈沖）和排出（吹掃）,。在每個(gè)脈沖中，前體分子在基材表面上以自控方式起作用,，并且當(dāng)表面上不存在可吸附位時(shí),，反應(yīng)結(jié)束。因此,，一個(gè)周期中的產(chǎn)品成膜量由前體分子和基板表面分子如何化學(xué)鍵合來定義,。因此，通過控制循環(huán)次數(shù)，可以在具有任意結(jié)構(gòu)和尺寸的基板上形成高精度且均勻的膜,。紹興真空鍍膜儀真空鍍膜機(jī)硬化膜沉積技術(shù)目前較成熟的是cvd,、pvd。

磁控濺射的工作原理是指電子在外加電場的作用下,，在飛向襯底過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子,；新電子飛向襯底,，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面,，使靶材發(fā)生濺射,。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,，而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場和磁場作用,，被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng),，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,，從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,，二次電子的能量消耗殆盡,，逐漸遠(yuǎn)離靶表面，并在電場的作用下沉積在襯底上,。由于該電子的能量很低,，傳遞給襯底的能量很小，致使襯底溫升較低,。

PECVD系統(tǒng)的氣源幾乎都是由氣體鋼瓶供氣,，這些鋼瓶被放置在有許多安全保護(hù)裝置的氣柜中，通過氣柜上的控制面板,、管道輸送到PECVD的工藝腔體中,。在淀積時(shí)，反應(yīng)氣體的多少會(huì)影響淀積的速率及其均勻性等,，因此需要嚴(yán)格控制氣體流量,，通常采用質(zhì)量流量計(jì)來實(shí)現(xiàn)精確控制。PECVD反應(yīng)過程中,，反應(yīng)氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入爐腔,，逐漸擴(kuò)散至襯底表面，在射頻源激發(fā)的電場作用下,，反應(yīng)氣體分解成電子,、離子和活性基團(tuán)等,。分解物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成形成膜的初始成分和副反應(yīng)物,，這些生成物以化學(xué)鍵的形式吸附到樣品表面,，生成固態(tài)膜的晶核，晶核逐漸生長成島狀物,，島狀物繼續(xù)生長成連續(xù)的薄膜,。在薄膜生長過程中，各種副產(chǎn)物從膜的表面逐漸脫離,，在真空泵的作用下從出口排出,。多弧離子真空鍍膜機(jī)鍍膜還會(huì)在電廠的作用下沉積在具有負(fù)電壓基體表面的任意位置上。

真空鍍膜：各種鍍膜技術(shù)都需要有一個(gè)蒸發(fā)源或靶子,，以便把蒸發(fā)制膜的材料轉(zhuǎn)化成氣體。由于源或靶的不斷改進(jìn),，擴(kuò)大了制膜材料的選用范圍,，無論是金屬、金屬合金,、金屬間化合物,、陶瓷或有機(jī)物質(zhì)，都可以蒸鍍各種金屬膜和介質(zhì)膜,，而且還可以同時(shí)蒸鍍不同材料而得到多層膜,。蒸發(fā)或?yàn)R射出來的制膜材料，在與待鍍的工件生成薄膜的過程中,，對(duì)其膜厚可進(jìn)行比較精確的測(cè)量和控制,，從而保證膜厚的均勻性。每種薄膜都可以通過微調(diào)閥精確地控制鍍膜室中殘余氣體的成分和質(zhì)量分?jǐn)?shù),，從而防止蒸鍍材料的氧化,，把氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到較小的程度，還可以充入惰性氣體等,，這對(duì)于濕式鍍膜而言是無法實(shí)現(xiàn)的。由于鍍膜設(shè)備的不斷改進(jìn),，鍍膜過程可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化,，從而地提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，而且在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境無污染,。由于在真空條件下制膜,，所以薄膜的純度高、密實(shí)性好,、表面光亮不需要再加工,，這就使得薄膜的力學(xué)性能和化學(xué)性能比電鍍膜和化學(xué)膜好,。真空鍍膜技術(shù)是利用物理、化學(xué)手段將固體表面涂覆一層特殊性能的鍍膜,。商丘PVD真空鍍膜

真空鍍膜有三種形式,，即蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍,。?？谡婵斟兡すに?/p>

真空鍍膜：磁控濺射法：濺射鍍膜較初出現(xiàn)的是簡單的直流二極濺射，它的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單,，但是直流二極濺射沉積速率低,；為了保持自持放電，不能在低氣壓(<0,。1Pa)下進(jìn)行,；不能濺射絕緣材料等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用。磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來,，在靶材表面建立與電場正交磁場,，解決了二極濺射沉積速率低，等離子體離化率低等問題,，成為目前鍍膜工業(yè)主要方法之一,。磁控濺射與其它鍍膜技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)：可制備成靶的材料廣，幾乎所有金屬,，合金和陶瓷材料都可以制成靶材,；在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式，可沉積配比精確恒定的合金,；在濺射的放電氣氛中加入氧,、氮或其它活性氣體，可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜,；通過精確地控制濺射鍍膜過程,，容易獲得均勻的高精度的膜厚；通過離子濺射靶材料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài),，濺射靶的安裝不受限制,，適合于大容積鍍膜室多靶布置設(shè)計(jì)；濺射鍍膜速度快,，膜層致密,，附著性好等特點(diǎn)，很適合于大批量,，高效率工業(yè)生產(chǎn),。近年來磁控濺射技術(shù)發(fā)展很快，具有代表性的方法有射頻濺射,、反應(yīng)磁控濺射,、非平衡磁控濺射,、脈沖磁控濺射、高速濺射等,。?？谡婵斟兡すに?/p>

標(biāo)簽： 材料刻蝕 光刻 微納加工 半導(dǎo)體器件加工 磁控濺射

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