薄膜淀积与外延技术.ppt

②影响外延生长速率的因素A反应剂的浓度工业典型条件Y=0.005-0.015.4外延膜沉积技术第127页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三②影响外延生长速率的因素B外延的温度在实际生产中：外延温度选择在B区原因有二。a）B区的温度依赖型强；b）淀积的硅原子也需要足够的能量和迁移能力，高温5.4外延膜沉积技术第128页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三②影响外延生长速率的因素C气体流速由于1200高温下到达衬底表面的不会堆积：因此流速越大，外延层的生长速率越快。5.4外延膜沉积技术第129页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三①系统要求气密性好；温度均匀；气流均匀；反应剂和掺杂剂的浓度和流量精确可控；外延前能对衬底做气相抛光；5.4外延膜沉积技术第130页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三（3）系统及工序5.4外延膜沉积技术第131页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三二、溅射镀膜溅射镀膜是利用电场对辉光放电过程中产生出来的带电离子进行加速，使其获得一定的动能后，轰击靶电极，将靶电极的原子溅射出来，沉积到衬底形成薄膜的方法。5.3物理气相沉积辉光放电第95页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三++++++Al靶Al膜溅射沉积薄膜原理阳阴避免金属原子氧化真空Ar气Ar+Al膜与硅片之间的结合力比蒸发法要好Al靶5.3物理气相沉积第96页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三溅射过程的物理模型5.3物理气相沉积溅射靶材第97页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三溅射特性参数（1）溅射阈值：使靶材料原子发生溅射所需的最小入射离子能量，低于该值不能发生溅射。大多数金属该值为10～20eV。（2）溅射率：正离子轰击靶阴极时平均每个正离子能从靶材中打击出的粒子数，又称溅射产额或溅射系数，S。S=Ns/NiNi-入射到靶表面的粒子数Ns-从靶表面溅射出来的粒子数5.3物理气相沉积第98页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三影响因素①入射离子能量5.3物理气相沉积第99页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三②靶材种类③入射离子种类溅射率与靶材元素在周期表中的位置有关。一般规律：溅射率随靶材元素的原子序数增大而增大Cu、Ag、Au较大C、Si、Ti、V、Ta、W等较小溅射率依赖于入射离子的能量，相对原子质量越大，溅射率越高。溅射率随原子序数发生周期性变化，每一周期电子壳层填满的元素具有最大的溅射率。惰性气体的溅射率最高。5.3物理气相沉积第100页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三④入射角入射角是入射离子入射方向与被溅射靶材表面法线之间的夹角⑤溅射温度?靶材5.3物理气相沉积第101页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三（3）溅射出的粒子从靶材上被溅射下来的物质微粒，主要参数有：粒子状态、粒子能量和速度。溅射粒子的状态与入射离子的能量有关溅射粒子的能量与靶材、入射离子的种类和能量以及溅射粒子的方向性有关，其能量可比蒸发原子的能量大1～2个数量级。（4）溅射粒子的角分布溅射原子的角度分布符合Knudsen的余弦定律。也与入射原子的方向性、晶体结构等有关。5.3物理气相沉积第102页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三设备简单，操作方便，适合于溅射金属薄膜但直流溅射中靶材只接收正离子,如果靶材是绝缘材料,阴极表面聚集的大量正离子无法被电子中和使其电位不断上升,阴阳两极电势减小,使溅射不能持续进行.1、直流溅射惰性气体5.3物理气相沉积第103页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三与直流溅射相比,溅射电压低,可以溅射绝缘靶材，制备介质薄膜射频溅射原理:交变电场使得靶材正半周接收电子,负半周接收正离子,相互中和,从而使阴阳两极电位的大小保持稳定,使溅射能够持续进行.2、射频溅射惰性气体5.3物理气相沉积第104页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三3、反应溅射活性气体+惰性气体可以制备化合物薄膜5.3物理气相沉积第105页，讲稿共153页，2023年5月2日，星期三4、磁控溅射磁控溅射：使电子的路径不再是直线，而是螺旋线，增加了与气体原子发生碰撞的几率，在同样的电压和气压下可以提高气体电离的效率，提高了沉积速率．5.3物理气相沉积第106页，讲稿共153