半导体制造工艺培训教材(powerpoint 57页).ppt

节省大量钨丝和铝源 钨丝蒸发时每根钨丝使用5~8次就得更换，而电子束蒸发采用屏蔽灯丝结构，灯丝寿命较长，使用得当，可以使用一年，并省去清洗钨丝的工作； 电子束蒸发将铝放在坩埚里，由于坩埚容积大，可放源150g左右，每蒸发一次所用铝源不多，而钨丝蒸发每次都得加铝源； 第三十一页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 不能产生均匀的台阶覆盖 通过片架的“自转”和“公转”，在台阶覆盖覆盖方面取得了一些进步； 在超大规模集成电路制造技术中，金属化需要能够填充具有高深宽比的小孔，并且产生等角的台阶覆盖； 蒸发技术在高深宽比的孔填充方面远远不能满足要求，所以导致蒸发在现代IC生产中被淘汰； 蒸发缺点 第三十二页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 难以淀积合金材料 由于合金是两种金属材料组成，而两种金属就会有两种不同的熔点，这使得利用蒸发使合金材料按原合金比例淀积到硅片上是不可能的； 第三十三页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射 概念： 利用等离子体中的离子，对被溅镀物体（粒子靶）进行轰击，使气相等离子体内具有被溅镀物体的粒子，这些粒子淀积到硅晶片上形成溅射薄膜； 第三十四页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射优点： 可在一个面积很大的靶上进行，这样解决了大尺寸硅片淀积铝膜厚度均匀性的问题； 在选定工作条件下，膜厚较容易控制，只要调节时间就可以得到所需要厚度； 溅射淀积薄膜的合金成分要比用蒸发容易控制； 第三十五页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射工作原理： 产生离子并导向一个靶； 离子把靶表面上的原子轰击出来； 被轰击出的原子向硅片运动； 在硅片表面这些原子凝成薄膜； 第三十六页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射示意图 第三十七页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 辉光放电 轰击靶材料的高能粒子是辉光放电产生的； 原理：一根玻璃管中充满了压力为1Torr的氩气，两个电极之间的距离为15cm，电压为1.5kv，在玻璃管中引入一个电子，这个电子在两个电极间的电场中加速，这个自由电子有可能碰撞氩原子，把氩原子中的电子激发出来，激发出来的电子就是轰击源材料的轰击源； 第三十八页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射方式： 直流溅射（无法溅射绝缘材料，少用） 射频（RF）溅射（可溅射绝缘材料） 磁控溅射 第三十九页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射优势（与蒸发相比） 适合于淀积合金，而且具有保持复杂合金成分的能力； 能获得良好的台阶覆盖（蒸发来自于点源，而溅射来自平面源并且可以从各个角度覆盖硅片表面，通过旋转和加热硅片，台阶覆盖还可以得到进一步提高）； 形成的薄膜与硅片的黏附性比蒸发工艺好； 能够淀积难容金属； 第四十页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 学习情景三 常州信息职业技术学院 学习情景三：薄膜制备子情景4：物理气相淀积 第一页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 半导体制造工艺 第2版 书名：半导体制造工艺 第2版 书号：978-7-111-50757-4 作者：张渊 出版社：机械工业出版社 第二页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 物理气相淀积 概念：物理气相淀积，简称PVD。它是以物理方式进行薄膜淀积的一种方式； 用途：集成电路中的金属薄膜一般都采用物理气相淀积方式制备； 方式：蒸发（蒸镀）和溅射（溅镀）； 第三页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 蒸发：通过加热被蒸镀物体，利用被蒸镀物体在高温时（接近其熔点）的饱和蒸汽压，进行薄膜淀积，又称热丝蒸发； 溅射：利用等离子体中的离子，对被溅镀物体（粒子靶）进行轰击，使气相等离子体内具有被溅镀物体的粒子，这些粒子淀积到硅晶片上形成溅射薄膜； 第四页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 溅射系统示意图 第五页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 热丝蒸发 分类：真空钨丝蒸发和电子束蒸发 真空钨丝蒸发 真空知识 1标准大气压=760mmHg=760Torr 1mmHg=1Torr=133Pa 粗真空：760~10Torr 低真空：10~10-3Torr 中真空：10-3~10-5Torr 高真空：10-5~10-8Torr 超高真空：10-8Torr以上 第六页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 源材料 蒸发的目的是为了形成良好的欧姆接触、管芯内部互联以及引出电极引线。为了达到这个目的，所选用的源材料必须满足以下几个条件： 有良好的导电性能； 容易与硅形成良好的欧姆接触； 便于键合和引出金属线； 适合用蒸发工艺； 第七页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 与二氧化硅粘附性好； 没有毒害； 便于光刻； 价格便宜； 第八页，编辑于星期五：二十二点 五十五分。 在半导体器件和集成电路制造中，选用铝材料作为蒸发源；