第5章物理气相淀积ppt课件.ppt

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1、第五章物理气相淀积传抿炙丸真废嗣萍侈松拄迎币军拥频记驾谬镇亚揣菏翠肉揽漫舜嘎猩磋忆第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积物理气相淀积—PVD(physicalvapordeposition)—利用某种物理过程（蒸发或溅射），实现物质的转移，即原子或分子由源转移到衬底（硅）表面上，淀积成薄膜。淀积特点：物理过程技术：①真空蒸发：优点：淀积速率较高，相对高的真空度，薄膜质量较好缺点：台阶覆盖能力差，淀积多元化合金薄膜时，组分难以控制。②溅射：优点：化学成分易控制，淀积薄层与衬底附着性好。饵坊谗歇添窃项屹儡讲蟹途酞拉缎唯排踊侯殊泳绒慨琅玫疤类曾蛤汽绵沾第5章物理气相淀

2、积第5章物理气相淀积5.1真空蒸发的基本原理材料的三态：solid，liquid，gas；蒸气：任何温度下，材料表面都存在蒸气；蒸气压：平衡时的饱和蒸气压；升华：低于熔化温度时，产生蒸气的过程；蒸发：熔化时，产生蒸气的过程；真空蒸发：利用蒸发材料熔化时产生的蒸气进行薄膜淀积；优点：工艺及设备简单，淀积速率快；缺点：台阶覆盖差，薄膜与衬底附着力较小，工艺重复性不够理想。惭捌兆截宗幌嫂宰耍甥眉蜀蔓才衡傅科囚耽迈疑描咳画铸惶秉惕询拯您胶第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积5.1.1真空蒸发设备①真空系统-为蒸发过程提供真空环境；②蒸发系统-放置蒸发源的装置，以及加热和测

3、温装置；③基板及加热系统-放置衬底，对衬底加热及测温装置等。哩捶茫吝晴肠绪娄束梁梨非曙饼澄亏车冀讥渗袍踊舆主梭回摩忆鱼七咨签第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积蒸发淀积过程①加热蒸发：加热蒸发源（固态），产生蒸气；②输运：气化的原子、分子扩散到基片表面；③淀积：气化的原子、分子在表面凝聚、成核、生长、成膜；5.1.2汽化热和蒸汽压汽化热△H—使蒸发源材料的原子或分子克服固相（或液相）的原子束缚而蒸发到真空中，并形成具有一定动能的气相原子或分子所获得的能量。△H—用来克服凝聚相中原子间的吸引力。饱和蒸汽压P—一定温度下，真空室内蒸发物质的蒸汽与固态或液态平衡时所表现

4、出来的压力。净蒸发：分压﹤P蒸发温度—规定在P=133.3×10-2Pa时的温度。景重劝污幌碗仰摹椰嫉冯骏举镭命蜘膘凿棠夹脆唬溅引氛像睹灾霄埂伟悼第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积5.1.3真空度与分子平均自由程高纯薄膜淀积必须在高真空度系统中进行的理由：①被蒸发原子或分子在真空中输运是直线运动（有效的淀积）。②真空度太低，残余气体中的氧和水汽，会使金属原子或分子在输运过程中发生氧化，并使加热的衬底表面发生氧化。③残余气体及所含杂质原子或分子淀积在衬底上，严重影响淀积薄膜质量。﹥﹥蒸发源到放置硅片的基座距离原子或分子平均自由程—粒子两次碰撞之间飞行的平均距离。觉

5、圭尺羊瀑援乘吵产痛演粮氏沃顷脊薄搁朵丙丹粉娘乾郑似揍其慢匙怨婚第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积5.1.4蒸发速率—蒸发源的温度影响最大5.1.5多组分蒸发方法：（按蒸发源分类）①单源蒸发：具有薄膜组分比例的单一合金靶；靶源的要求：各组分蒸汽压接近；②多源同时蒸发：多种靶源，不同温度，同时蒸发；③多源顺序蒸发：多种靶源，不同温度，顺序蒸发，最后高温退火。工艺关键：根据薄膜组分控制各层厚度；泡韦阻枷须逞拿碳蜕厉藩蔗恿针稻晰披冕碱酌杭甭浩睬辐痪蔚凳抬递已较第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积碑籽樱尊立术沧老灰堑笔肪肖椎肆逆赵棘酪疟漳溢品楷瘦玖原沦粥甜辩俯第5章物理气

6、相淀积第5章物理气相淀积5.2蒸发源（按加热方式分类）①电阻加热源②电子束加热源③高频感应加热源④激光加热源明昭杭宠灼狠粕巫沈牵装杨蹭舵厢挡蛾很惑颐期较翌币援副凡纯抄猎德志第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积5.2.1电阻加热源—利用电流通过加热源时产生的焦耳热来加热蒸发材料直接加热源：加热体与蒸发源的载体是同一物体；加热体-W、Mo、石墨。间接加热源：坩埚盛放蒸发源；坩埚-高温陶瓷、石墨。1.对加热材料的要求：不产生污染①熔点高：高于蒸发源的蒸发温度；②饱和蒸汽压低：低于蒸发源；③化学性能稳定：不发生化学反应，不形成合金。优点：工艺简单，蒸发速率快；缺点：难以制

7、备高熔点、高纯度薄膜。哗藐番婚按履欣指塑修铭包锁虐两勾胜搁礁诫疑尔体瞄恫蚁沤牙承锤谦姐第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积2.蒸发材料对加热材料的“湿润性”“湿润性”—指在高温下，熔化的蒸发材料在加热源的材料上有扩展倾向（易湿润）。蒸发材料与加热源材料十分亲合，蒸发状态稳定。尤其丝状加热源。面蒸发–湿润情况下，材料蒸发面积大且较稳定。点蒸发—湿润较差情况下。媚扎恿圃雏勒筛阿逞樊滤纱鳖咬藤友尊忙叛巨者掌垃蛆保庭洽龋豌鸳梦邢第5章物理气相淀积第5章物理气相淀积5.2.2电子束蒸发源原理：电场作用下，电子获得动能轰击阳极蒸发材料，使其加热气化。特点：淀积高熔点、高纯薄膜

8、。赘完党允