（薄厚膜混合集成电路）第4章真空蒸发镀膜.pptVIP

Micro-fluidic devices MRS Bull. No.2,vol.31(2006)p.88 分子の密度 n=2.7x1019 /cm3 分子の速度 vM=(2kT/M)1/2 m/s N2: 417 m/s 平均自由行程 ?=(√2 ?d2n)-1 N2=5x10-3/p(Torr) cm 真空蒸着　　　　　 　 気体分子運 動論より、分子量M, 温度T(K)の蒸 気 圧 p の分子が,1秒間に単位基板 面 積当たりの（壁）に衝突する個 数 は、 　　　　　?=5.83x10-2p(M/T)1/2 (g/cm2/sec) p(Torr) Al 蒸着：　M=27g, ρ=2.7g/cc , p=10-2Torr(T=1355K) 真空蒸着速度 R= 8.1x10-5 g/cm2?sec =3x10-5cm/sec (3000?/sec) ヒータで　Al を１３５５Kに加熱　p=10-2Torr に保つと　1秒で　３０００? 単分子層形成時間　tm tm=Nm/ ? Nm~1015/cm2　(表面に付着しうる最大分子数） ?=5.83x10-2p(M/T)1/2 （入射頻度） tm=数秒　10-4Pa 数時間 10-8Pa 基板表面に残留ガスが吸着する可能性 1）点源：电子束蒸发源、电弧蒸发源 2）小平面蒸发源：蒸发舟，克努曾槽（λ2r） 3）柱状蒸发源：螺旋丝状蒸发源坩埚可视为高 度定向源 4）磁控靶源：可视为大面积（平面或柱面）蒸 发源。 第二节 薄膜的物理气相沉积 4.5 合金的蒸发问题 主要问题：蒸发材料在气化过程中，由于各成分的饱和蒸气压不同，使得其蒸发速率也不同，会发生分解和分馏等问题，从而引起薄膜成分的偏离。 =1 ？？？ 第二节 薄膜的物理气相沉积 蒸发源与基板的相对位置配置 1. 点源 蒸发源放在球心，基板放在球面上，可得到均匀薄膜。 θ=0时，t为常数： 点源与基板相对位置的配置 蒸发源、基板放在同一球面上， 可得到均匀薄膜。 小平面源与基板的相对位置配置 2. 小平面源 可将蒸发源直接配置于基板的中心线上： 第二节 薄膜的物理气相沉积 3.小面积基板的情况 小面积基板时蒸发源的位置配置 A、基板公转加自转的“行星”方式运动 B、采用多个分离的点源代替单一蒸发源 4. 大面积基板的情况 1个点蒸发源 等间隔、等蒸发速率 的4个点蒸发源 不等间隔、等蒸发速率 的4个点蒸发源 等间隔、不等蒸发速率的 4个点蒸发源 ε：膜厚最大相对偏差 大面积基板和蒸发源的配置 : Conformal coverage semiconductor contact interconnection metallization ? source of failure in device Computer modeling of step coverage Evaporation of Material to Deposit MEMSThin Films What is the limitation to evaporation? 第二节 薄膜的物理气相沉积 4.4 蒸发源的加热方式 ??电阻加热法 电子束加热法 高频感应加热 激光加热 第二节 薄膜的物理气相沉积 1. 电阻蒸发源 蒸发源材料的要求 1）熔点要高，熔点要高于被蒸发物质的蒸发温度（多在 1000~2000℃）； 2）饱和蒸气压低，减少蒸发源材料蒸气的污染。 要求：蒸发材料的蒸发温度低于蒸发源材料在平衡蒸气压为 10-8托时的 温度。 3）化学性能稳定，不与蒸发材料发生反应。 4）耐热性好，热源变化时，功率密度变化较小。 5）经济耐用。 第二节 薄膜的物理气相沉积 加工性能：W最差，室温很脆，需400℃高温退火，Mo好，Ta最好 第