金属磁控溅射膜需要膜厚仪吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-14 04:06 标签： 金属磁控溅射膜

f.液相法镀厚的打底层

a.反应溅射：找到迟滞曲线的临界点，会加快沉积速率，且膜层质量好

b.射频溅射：提高功率和降低气压（如7.5mT）

5.     乙炔的引入可能会在反应溅射过程中存在不均匀现象，导致沉积膜层的质量在基片上有差异，从而反映出（规律）彩色条纹

a.其他条件相同，功率密度和时间对膜厚的影响近似正比关系。功率的提高有利于提高膜层的致密度和结晶情况；时间的增减影响基片的温升以及膜层厚度，间接影响结晶性

b.均匀性：光学均匀性、电学均匀性、膜厚均匀性。

d.直流：平稳电位，常规导电靶材如金属、ITO,  稳定沉积速率高

e.射频：高频震荡，常用13.56MHz，常用于绝缘(SiO2,AL2O3)、半导体、金属材料，膜层致密，沉积速率低。

a.电源辐射是存在的，尤其是射频电源

b.建议选用进口电源（AE等），国内射频电源反射功率2%，进口电源可控制在1W以下

c.电源匹配箱及阴极之间的连线均须屏蔽

d.电源匹配过程辐射泄露最大，因为匹配不好反射功率月高意味着反射越高

e.备孕及孕期，最好远离射频

a.射频溅射氧化物一般得出色膜层中会稍微有些氧元素缺失

b.可冲10%氧气改善

c.观察刻蚀跑道，如果与本体颜色一样可排出此问题，如果刻蚀跑道比本体暗很多，说明缺氧

a.溅射产额影响因素：入射离子能量&逸出原子的键合能

b.溅射的本质：撞击&逸出

c.撞击：动量越大—产额越高，工业普遍用Ar(成本&溅射产额综合考虑)

d.逸出：Al原子小且外层3个电子、结合力强，溅射产额较低

e.不同溅射产额在周期表中有规律的体现

a.影响因素：冷却、靶材、靶材结构

b.非极性、与膜层热膨胀系数区别大

c.本身粗糙度大、耐热性能差

a.基材选取：粗糙度低、放气量少

b.工艺真空度提高、工艺温度降低

c.表面预处理、涂敷底漆如UV有机涂层、等离子清洗

d.电源不匹配，起弧ARC

e.对于反应溅射，可能是氧化不彻底

随着科学技术的不断发展，半导体器件的种类不断增多。原始点接触晶体管、合金晶体管、合金扩散晶体管、台面晶体管、硅平面晶体管、TTL集成电路和N沟硅栅平面MOS集成电路等，其制造工艺及工艺之间的各道工序也有所差别。在硅平面晶体管工艺过程中，电较材料的制备技术是一项关键工艺，典型的制备技术主要有两类：一类是电子束蒸发镀膜技术，另一类是磁控溅射镀膜方法。长期以来，在生产实践中由于电了束蒸发与磁控溅射这两种方法制备晶体管微电较各具优势，而且各自采用的设备和工艺不同，因而其产品质量孰优孰次一直存在争论。本文就这一问题展开研究，详细分析了常用电较材料Al通过这两种方法制备成薄膜电较的膜厚控制、附着力、致密性、电导率和折射率等重要性能指标，测试结果分析表明磁控溅射铝膜的综合性能优于电子束蒸发。

1实验设备及优化工艺参数

1.1电子束蒸发设备及优化工艺参数

选用CHA-600型电子束蒸发台。它主要由真空镀膜室、真空系统和真空测量仪器的一部分构成。真空镀膜室主要由钟罩、球面行星转动基片架、基片烘烤装置、磁偏转电子枪、蒸发档板及加热装置等构件所组成;真空系统主要由机械泵的冷凝泵组成，选用冷凝泵可以更容易地抽到高真空状态，避免了油扩散泵返油而产生污染真空室的现象;用离子规来测量真空度。坩埚选用石墨坩埚，避免了坩埚与Al反应生成化合物而污染Al膜，坩埚的位置处在行星架的球心位置，从而保证成膜厚度的均匀性。蒸镀过程中膜厚的测量选用石英晶体膜厚监控仪。电子束蒸发镀Al的典型工艺参数为：真空度：2.6×10-4Pa;蒸发速率：20—2高等/s;基片温度：120°C;蒸距：1125px;蒸发时间：25min;电子枪电压：9Kv;电子枪电流：0.2A。

1.2溅射设备及优化工艺参数

选用ILC-1012MARKⅡ1012溅射装置;操作简单，并能保证产品质量的均一性。此溅射台主要由片盒卸室SL，片盒交换室TL，清洗室CL和溅射成膜室SP组成。所有溅射过程都是在这四个室中完成的，避免了空气和杂质的污染，能够获得高质量的膜层。磁控溅射镀Al的典型工艺参数为：本底真空度1.3×10-4Pa以下;溅射速率：8000A/min或者10000A/min基片温度：200°C;靶-基距：125px;阴较电压：420V(在300—600V之间);电流：13A;溅射真空度：0.13—1.3Pa;溅射角：5—8°;溅射时间：2min/片，具体时间视片数而定。

为了获得性能良好的半导体电较Al膜，我们通过优化工艺参数，制备了一系列性能优越的Al薄膜。通过理论计算和性能测试，分析比较了电子束蒸发与磁控溅射两种方法制备Al膜的特点。

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