物理气相沈积PVD.docVIP

物理氣相沈積 物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition) 物質(金屬或其化合物)經過物理氣相之轉換，重新沉積被覆於其他物質之表面上，如金、白金、鋁、銅、矽銅、鈦、鎢等之鍍著 製程程序 －透過物理變化，將被沉積之材料(固態或液態源)轉換成蒸氣相 －蒸氣相凝結在被覆物上形成薄膜 PVD 製程可分為 1.蒸鍍(Evaporation) 以熱將蒸鍍源加熱，使蒸發成蒸氣，到被鍍物上沈積 2. 濺鍍(Sputtering) 利用電漿所產生的離子，藉著離子對被覆材料電極的轟擊，使電漿內具有被覆材料的原子，再進行薄膜沉積反應。 物理氣相沈積–蒸鍍 真空蒸鍍機(Vacuum Evaporator) －Evaporation Chamber －Vacuum system : －不易控制蒸發速率,尤其是 －合金或化合物 －階梯覆蓋能力差 －坩堝材質亦被蒸發耗損 　 －Bell jar chamber with planetary wafer holder 　 (Electron Beam Evaporator) －use electron gun to eject an intensive, high energy beam 物理氣相沈積 濺射的物理現象 離子轟擊靶材時，產生 －能量 10 eV吸附於靶材表面，產生熱能 －10 eV 10 keV產生各種粒子，包括本身的反射，二次電子及濺射原子 －能量 10 keV時，離子深入靶材內部 濺射參數 濺射率: 每個離子所能濺射出的原子數，受離子質量、能量、靶材的原子質量與結晶構造影響 物理氣相沈積-濺射裝置 (a) (DC Sputter) －真空: ~10-7 torr －電壓: KVdc －氣体:氬氣 －電漿特性:利用冷陰極輝光放電 －利用Shutter設計，隔開靶材與晶片 　 (c) 磁控濺射(Magnetron Sputter) －加入磁場? 可延長電子的運動路徑? 增加電子與氣體分子的碰撞率? 增加離子數 －中央部份易耗蝕 　 (c) – Varian S-Gun 結構 －具蒸鍍機的架構及濺渡的功能 －靶材具特殊幾何形狀 －沉積率可達數百A/min