佛山等離子體增強(qiáng)氣相沉積真空鍍膜實(shí)驗(yàn)室

使用磁控濺射法沉積硅薄膜,通過(guò)優(yōu)化薄膜沉積的工藝參數(shù)(包括本地真空、濺射功率、濺射氣壓等）,以期用濺射法終后制備出高質(zhì)量的器件級(jí)硅薄膜提供科學(xué)數(shù)據(jù)。磁控濺射法是一種簡(jiǎn)單、低溫、快速的成膜技術(shù),能夠不使用有毒氣體和可燃性氣體進(jìn)行摻雜和成膜,直接用摻雜靶材濺射沉積,此法節(jié)能、高效、環(huán)保?？赏ㄟ^(guò)對(duì)氫含量和材料結(jié)構(gòu)的控制實(shí)現(xiàn)硅薄膜帶隙和性能的調(diào)節(jié)。與其它技術(shù)相比,磁控濺射法優(yōu)勢(shì)是它的沉積速率快,具有誘人的成膜效率和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單方便。真空鍍膜有濺射鍍膜形式。佛山等離子體增強(qiáng)氣相沉積真空鍍膜實(shí)驗(yàn)室

真空鍍膜：PVD技術(shù)工藝步驟：清洗工件：接通直流電源，氬氣進(jìn)行輝光放電為氬離子，氬離子轟擊工件表面，工件表層粒子和臟物被轟濺拋出；鍍料的氣化：即通入交流電后，使鍍料蒸發(fā)氣化。鍍料離子的遷移：由氣化源供出原子、分子或離子經(jīng)過(guò)碰撞以及高壓電場(chǎng)后，高速?zèng)_向工件；鍍料原子、分子或離子在基體上沉積：工件表面上的蒸發(fā)料離子超過(guò)濺失離子的數(shù)量時(shí)，則逐漸堆積形成一層牢固粘附于工件表面的鍍層。離子鍍時(shí)，蒸發(fā)料粒子電離后具有三千到五千電子伏特的動(dòng)能，高速轟擊工件時(shí)，不但沉積速度快，而且能夠穿透工件表面，形成一種注入基體很深的擴(kuò)散層，離子鍍的界面擴(kuò)散深度可達(dá)四至五微米，也就是說(shuō)比普通真空鍍膜的擴(kuò)散深度要深幾十倍，甚至上百倍，因而彼此粘附得特別牢。黑龍江共濺射真空鍍膜加工真空鍍膜是在真空室內(nèi)材料的原子從加熱源離析出來(lái)打到被鍍物體的表面上。

真空鍍膜的方法很多，計(jì)有：真空蒸鍍：將需鍍膜的基體清洗后放到鍍膜室，抽空后將膜料加熱到高溫，使蒸氣達(dá)到約13。3Pa而使蒸氣分子飛到基體表面，凝結(jié)而成薄膜。陰極濺射鍍：將需鍍膜的基體放在陰極對(duì)面，把惰性氣體(如氬)通入已抽空的室內(nèi)，保持壓強(qiáng)約1。33～13。3Pa，然后將陰極接上2000V的直流電源，便激發(fā)輝光放電，帶正電的氬離子撞擊陰極，使其射出原子，濺射出的原子通過(guò)惰性氣氛沉積到基體上形成膜?；瘜W(xué)氣相沉積：通過(guò)熱分解所選定的金屬化合物或有機(jī)化合物，獲得沉積薄膜的過(guò)程。離子鍍：實(shí)質(zhì)上離子鍍系真空蒸鍍和陰極濺射鍍的有機(jī)結(jié)合，兼有兩者的工藝特點(diǎn)。

真空鍍膜：離子鍍膜法：目前比較常用的組合方式有：直流二極型(DCIP)。利用電阻或電子束加熱使膜材氣化；被鍍基體作為陰極，利用高電壓直流輝光放電將充入的氣體氬(Ar)(也可充少量反應(yīng)氣體)離化。這種方法的特點(diǎn)是：基板溫升大、繞射性好、附著性好，膜結(jié)構(gòu)及形貌差，若用電子束加熱必須用差壓板；可用于鍍耐腐蝕潤(rùn)滑機(jī)械制品。多陰極型。利用電阻或電子束加熱使膜材氣化；依靠熱電子、陰極發(fā)射的電子及輝光放電使充入的真空惰性氣體或反應(yīng)氣體離化。這種方法的特點(diǎn)是：基板溫升小，有時(shí)需要對(duì)基板加熱；可用于鍍精密機(jī)械制品、電子器件裝飾品。真空鍍膜機(jī)爐體與爐門(mén)為了充分利用爐體的內(nèi)部空間，減輕真空系統(tǒng)的負(fù)載。

等離子體化學(xué)氣相沉積法，利用了等離子體的活性來(lái)促進(jìn)反應(yīng)，使化學(xué)反應(yīng)能在較低的溫度下進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)溫度降低，沉積速率較快，成膜質(zhì)量好，不容易破裂。缺點(diǎn)是：設(shè)備投資大、對(duì)氣管有特殊要求。PECVD，等離子體化學(xué)氣相沉積法是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，使局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，兩種或多種氣體很容易發(fā)生反應(yīng)，在襯底上沉積出所期待的薄膜。為了使化學(xué)反應(yīng)能在較低的溫度下進(jìn)行，利用了等離子體的活性來(lái)促進(jìn)反應(yīng)，因此，這種CVD稱(chēng)為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。真空鍍膜技術(shù)有真空束流沉積鍍膜。江蘇叉指電極真空鍍膜技術(shù)

PECVD主要由工藝管及加熱爐、推舟系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)6大部分組成。佛山等離子體增強(qiáng)氣相沉積真空鍍膜實(shí)驗(yàn)室

真空鍍膜技術(shù)一般分為兩大類(lèi)，即物理的氣相沉積技術(shù)和化學(xué)氣相沉積技術(shù)。物理的氣相沉積技術(shù)是指在真空條件下，利用各種物理方法，將鍍料氣化成原子、分子或使其離化為離子，直接沉積到基體表面上的方法。制備硬質(zhì)反應(yīng)膜大多以物理的氣相沉積方法制得，它利用某種物理過(guò)程，如物質(zhì)的熱蒸發(fā)，或受到離子轟擊時(shí)物質(zhì)表面原子的濺射等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)原子從源物質(zhì)到薄膜的可控轉(zhuǎn)移過(guò)程。物理的氣相沉積技術(shù)具有膜/基結(jié)合力好、薄膜均勻致密、薄膜厚度可控性好、應(yīng)用的靶材普遍、濺射范圍寬、可沉積厚膜、可制取成分穩(wěn)定的合金膜和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，物理的氣相沉積技術(shù)由于其工藝處理溫度可控制在500℃以下?；瘜W(xué)氣相沉積技術(shù)是把含有構(gòu)成薄膜元素的單質(zhì)氣體或化合物供給基體，借助氣相作用或基體表面上的化學(xué)反應(yīng)，在基體上制出金屬或化合物薄膜的方法，主要包括常壓化學(xué)氣相沉積、低壓化學(xué)氣相沉積和兼有CVD和PVD兩者特點(diǎn)的等離子化學(xué)氣相沉積等。佛山等離子體增強(qiáng)氣相沉積真空鍍膜實(shí)驗(yàn)室