首先,通過一個電子槍生成一個高能電子束。電子槍一般包括一個發射電子的熱陰極(通常是加熱的鎢絲)和一個加速電子的陽極。電子槍的工作是通過電場和磁場將電子束引導并加速到目標材料。電子束撞擊目標材料,將其能量轉化為熱能,使目標材料加熱到蒸發溫度。蒸發的材料原子或分子在真空中飛行到基板表面,并在那里冷凝,形成薄膜。因為這個過程在真空中進行,所以蒸發的原子或分子在飛行過程中基本不會與其他氣體分子相互作用,這有助于形成高質量的薄膜。與其他低成本的PVD工藝相比,電子束蒸發還具有非常高的材料利用效率。電子束系統加熱目標源材料,而不是整個坩堝,從而降低了坩堝的污染程度。通過將能量集中在目標而不是整個真空室上,它有助于減少對基板造成熱損壞的可能性。可以使用多坩堝電子束蒸發器在不破壞真空的情況下應用來自不同目標材料的幾層不同涂層,使其很容易適應各種剝離掩模技術。真空鍍膜過程中需嚴格控制鍍膜時間。南京新型真空鍍膜

LPCVD是低壓化學氣相沉積(LowPressureChemicalVaporDeposition)的簡稱,是一種在低壓條件下利用氣態化合物在基片表面發生化學反應并形成穩定固體薄膜的工藝。LPCVD是一種常用的CVD工藝,與常壓CVD(APCVD)、等離子體增強CVD(PECVD)、高密度等離子體CVD(HDPCVD)和原子層沉積(ALD)等其他CVD工藝相比,具有一些獨特的特點和優勢。LPCVD的原理是利用加熱設備作為熱源,將基片放置在反應室內,并維持一個低壓環境(通常在10-1000Pa之間)。然后向反應室內輸送含有所需薄膜材料元素的氣體或液體前驅體,使其與基片表面接觸并發生熱分解或氧化還原反應,從而在基片表面沉積出所需的薄膜材料。LPCVD可以沉積多種類型的薄膜材料,如多晶硅、氮化硅、氧化硅、氧化鋁、二硫化鉬等。嘉興光學真空鍍膜薄膜應力的起源是薄膜生長過程中的某種結構不完整性(雜質、空位、晶粒邊界、錯位等)、表面能態的存在等。

LPCVD設備的工藝參數還需要考慮以下幾個方面的因素:(1)氣體前驅體的純度和穩定性,影響了薄膜的雜質含量和沉積速率;(2)氣體前驅體的分解和聚合特性,影響了薄膜的化學成分和結構形貌;(3)反應了室內的氣體流動和分布特性,影響了薄膜的厚度均勻性和顆粒污染;(4)襯底材料的熱膨脹和熱應力特性,影響了襯底材料的形變和開裂;(5)襯底材料和氣體前驅體之間的相容性和反應性,影響了襯底材料和薄膜之間的界面反應和相變。
器件尺寸按摩爾定律的要求不斷縮小,柵極介質的厚度不斷減薄,但柵極的漏電流也隨之增大。在5.0nm以下,SiO2作為柵極介質所產生的漏電流已無法接受,這是由電子的直接隧穿效應造成的。HfO2族的高k介質是目前比較好的替代SiO2/SiON的選擇。HfO2族的高k介質主要通過原子層沉積(ALD)或金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)等方法沉積。介質膜的主要作用有:1.改善半導體器件和集成電路參數;2.增強器件的穩定性和可靠性,二次鈍化可強化器件的密封性,屏蔽外界雜質、離子電荷、水汽等對器件的有害影響;3.提高器件的封裝成品率,鈍化層為劃片、裝架、鍵合等后道工藝處理提供表面的機械保護;4.其它作用,鈍化膜及介質膜還可兼作表面及多層布線的絕緣層;鍍膜層能明顯提升產品的耐磨性。

LPCVD設備中的薄膜材料在各個領域有著廣泛的應用。例如:(1)多晶硅薄膜在微電子和太陽能領域有著重要的應用,如作為半導體器件的源漏極或柵極材料,或作為太陽能電池的吸收層或窗口層材料;(2)氮化硅薄膜在光電子和微機電領域有著重要的應用,如作為光纖或波導的折射率匹配層或包層材料,或作為微機電系統(MEMS)的結構層材料;(3)氧化硅薄膜在集成電路和傳感器領域有著重要的應用,如作為金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的柵介質層或通道層材料,或作為氣體傳感器或生物傳感器的敏感層或保護層材料;(4)碳化硅薄膜在高溫、高功率、高頻率領域有著重要的應用,如作為功率器件或微波器件的基底材料或通道材料真空鍍膜在航空航天領域有重要應用。南京新型真空鍍膜
化學氣相沉積技術是把含有構成薄膜元素的單質氣體或化合物供給基體。南京新型真空鍍膜
對于典型的半導體應用,基板被放置在兩個平行電極之間的沉積室中一個接地電極,通常是一個射頻通電電極.前體氣體如硅烷(SiH4)和氨(NH3)通常與惰性氣體如氬氣(Ar)或氮氣(N2)混合以控制過程。這些氣體通過基板上方的噴頭固定裝置引入腔室,有助于將氣體更均勻地分布到基板上。等離子體由電極之間的放電(100–300eV)點燃,在基板周圍發生啟輝,有助于產生驅動化學反應的熱能。前體氣體分子與高能電子碰撞,然后通過氣流傳播到基板,在那里它們發生反應并被吸收在基板表面上以生長薄膜。然后將化學副產品抽走,完成沉積過程。南京新型真空鍍膜