磁控溅射法制备Cu膜课件.ppt

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1、磁控溅射法制备Cu膜答辩人：*****指导教师：*****20**年*月毕业论文答辩2012.06实验结果及分析3绪论1实验方法及设备24毕业论文答辩目录结论41.绪论1.1磁控溅射特点2012.06毕业论文答辩磁控溅射技术的出现很好地满足了半导体器件多层复合金属膜的需求，形成了良好的欧姆接触、整流接触，大大地提高了器件的成品率．对降低器件成本起到了极为重要的作用。1.2磁控溅射原理1.绪论2012.06毕业论文答辩2.实验方法及设备2.1实验方法本实验是通过多靶磁控溅射仪制备Cu薄膜，研究在其他条件相同的情况下，溅射功率及溅射气压对辉光放电的变化。通过原子力显微镜的测量，研究在其他条件相同

2、时，不同温度、不同气压对薄膜表面形貌的影响，分析温度、气压对其颗粒尺寸及粗糙度起到何种变化。2012.06毕业论文答辩2.实验方法及设备2.2实验设备2012.06毕业论文答辩多靶磁控溅射仪2.第二章实验方法及设备2.2实验设备2012.06毕业论文答辩AJ-IIIa型原子力显微镜金相显微镜3.1不同功率下的辉光放电3.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩从以上结果可以看出，在辉光放电过程中溅射功率会影响放电的强弱，在一定功率范围内，溅射功率低的时候，放电的效果弱，使得薄膜的生长也会随之减慢；溅射功率高的时候，放电效果强，生长条件最佳。但如果超过这个范围，放电效应不会增强。30W45W6

3、0W75W3.2不同工作气压下的辉光放电3.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩0.5Pa1Pa2Pa3Pa从以上结果可以看出，在辉光放电过程中溅射气压会影响放电的强弱，在一定气压范围内，溅射气压低的时候，放电的效果弱，薄膜生长慢；溅射气压高的时候，辉光效应强，薄膜生长较快。但如果超过这个范围，辉光效应和反应效率变化不大。3.3不同制备温度条件对薄膜表面的影响3.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩20A4812520B48110020C48120020D481300Ar/sccm功率/W气压/Pa温度/℃3.3不同制备温度条件对薄膜表面的影响3.实验结果及分析2012.06毕业论文

4、答辩25℃100℃3.3不同制备温度条件对薄膜表面的影响3.第三章实验结果及分析2012.06毕业论文答辩200℃300℃3.3不同制备温度条件对薄膜表面的影响3.第三章实验结果及分析2012.06毕业论文答辩25℃100℃200℃颗粒直径/nm2.89112.5659.72粗糙度/nm2.636.711.82300℃190.5847.333.3不同制备温度条件对薄膜表面的影响3.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩颗粒大小—温度折线图粗糙度—温度折线图颗粒变大的原因是基片温度与薄膜的结晶状态有关，低温或者不加热的情况，往往容易形成非晶态或微晶态，而高温下容易形成晶态。粗糙度变大可能的原

5、因是在高的基体温度下，吸附在基片表面的剩余气体分子容易排除，特别是水分子，以增强靶材粒子与基片间的结合力。而且，高温将促进物理吸附向化学吸附的转化，增加粒子之间的相互作用。3.4不同制备气压条件对薄膜表面的影响3.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩20A481常温20E482常温20F483常温20G484常温Ar/sccm功率/W气压/Pa温度/℃20H485常温3.4不同制备气压条件对薄膜表面的影响3.第三章实验结果及分析2012.06毕业论文答辩2Pa3Pa3.4不同制备气压条件对薄膜表面的影响3.第三章实验结果及分析2012.06毕业论文答辩4Pa5Pa3.4不同制备气压条件对

6、薄膜表面的影响3.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩1Pa2Pa3Pa颗粒直径/nm2.89104.0823.97粗糙度/nm2.6321.752.984Pa125.7822.465Pa145.1327.943.实验结果及分析2012.06毕业论文答辩颗粒大小—压强折线图粗糙度—压强折线图在其他工艺参数相同的条件下,随着工作压强增大,更多的气体分子易停留在晶界上,使晶粒尺寸变大;同时溅射速率的增加也会导致颗粒直径的增大。粗糙度的增大是由于溅射粒子因为气体粒子的碰撞增加，到达衬底的能量减小，粒子之间表面迁移减小，导致表面粗糙度有所增加。3.4不同制备温度条件对薄膜表面的影响3.实验结果及

7、分析2012.06毕业论文答辩3.5表面污染、灰尘等对Cu膜的影响硅表面如果有颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等，造成硅片镀膜易发生以上现象，使镀Cu膜后不合格，影响测量。硅片清洗的目的就是要除去各类污染物，达到镀膜后理想的状态。这涉及到高净化的环境、水、化学试剂和相应的设备及配套工艺，难度越来越大，可见半导体行业中清洗工艺的重要性。4.结论1、从辉光放电现象看，随着溅射功率和反应气压的增大，辉光