电介质在集成电路中主要提供器件、栅极和金属互连间的绝缘,选择的材料主要是氧化硅和氮化硅等。氧化硅薄膜可以通过热氧化、化学气相沉积和原子层沉积法的方法获得。如果按照压力来区分的话,热氧化一般为常压氧化工艺,快速热氧化等。化学气相沉积法一般有低压化学气相沉积氧化工艺,半大气压气相沉积氧化工艺,增强等离子体化学气相层积等。在热氧化工艺中,主要使用的氧源是气体氧气、水等,而硅源则是单晶硅衬底或多晶硅、非晶硅等。氧气会消耗硅(Si),多晶硅(Poly)产生氧化,通常二氧化硅的厚度会消耗0.54倍的硅,而消耗的多晶硅则相对少些。这个特性决定了热氧化工艺只能应用在侧墙工艺形成之前的氧化硅薄膜中。真空镀膜技术是现代制造业的重要支柱。韶关真空镀膜工艺流程

LPCVD设备中的薄膜材料的质量和性能可以通过多种方法进行表征和评价。常见的表征和评价方法有以下几种:(1)厚度测量法,是指通过光学或电子手段来测量薄膜的厚度,如椭圆偏振仪、纳米压痕仪、电子显微镜等;(2)成分分析法,是指通过光谱或质谱手段来分析薄膜的化学成分,如X射线光电子能谱(XPS)、二次离子质谱(SIMS)、原子发射光谱(AES)等;(3)结构表征法,是指通过衍射或散射手段来表征薄膜的晶体结构,如X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)等;(4)性能测试法,是指通过电学或力学手段来测试薄膜的物理性能,如电阻率、介电常数、硬度、应力等。沈阳真空镀膜厂真空镀膜过程中需防止尘埃污染。

LPCVD设备中常用的是水平式LPCVD设备,因为其具有结构简单、操作方便、沉积速率高、产能大等优点。水平式LPCVD设备可以根据不同的加热方式进行分类。常见的分类有以下几种:(1)电阻丝加热式LPCVD设备,是指使用电阻丝作为加热元件,将电阻丝缠绕在反应室外壁或内壁上,通过电流加热反应室和衬底;(2)卤素灯加热式LPCVD设备,是指使用卤素灯作为加热元件,将卤素灯安装在反应室外壁或内壁上,通过辐射加热反应室和衬底;(3)感应加热式LPCVD设备,是指使用感应线圈作为加热元件,将感应线圈围绕在反应室外壁或内壁上,通过电磁感应加热反应室和衬底。
LPCVD设备中的薄膜材料在各个领域有着广泛的应用。例如:(1)多晶硅薄膜在微电子和太阳能领域有着重要的应用,如作为半导体器件的源漏极或栅极材料,或作为太阳能电池的吸收层或窗口层材料;(2)氮化硅薄膜在光电子和微机电领域有着重要的应用,如作为光纤或波导的折射率匹配层或包层材料,或作为微机电系统(MEMS)的结构层材料;(3)氧化硅薄膜在集成电路和传感器领域有着重要的应用,如作为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的栅介质层或通道层材料,或作为气体传感器或生物传感器的敏感层或保护层材料;(4)碳化硅薄膜在高温、高功率、高频率领域有着重要的应用,如作为功率器件或微波器件的基底材料或通道材料LPCVD主要特征是因为在低压环境下,反应气体的平均自由程及扩散系数变大,膜厚均匀性好、台阶覆盖性好。

器件尺寸按摩尔定律的要求不断缩小,栅极介质的厚度不断减薄,但栅极的漏电流也随之增大。在5.0nm以下,SiO2作为栅极介质所产生的漏电流已无法接受,这是由电子的直接隧穿效应造成的。HfO2族的高k介质是目前比较好的替代SiO2/SiON的选择。HfO2族的高k介质主要通过原子层沉积(ALD)或金属有机物化学气相沉积(MOCVD)等方法沉积。介质膜的主要作用有:1.改善半导体器件和集成电路参数;2.增强器件的稳定性和可靠性,二次钝化可强化器件的密封性,屏蔽外界杂质、离子电荷、水汽等对器件的有害影响;3.提高器件的封装成品率,钝化层为划片、装架、键合等后道工艺处理提供表面的机械保护;4.其它作用,钝化膜及介质膜还可兼作表面及多层布线的绝缘层;真空镀膜为产品带来持久的亮丽外观。芜湖真空镀膜厂
真空镀膜技术在汽车行业中应用普遍。韶关真空镀膜工艺流程
LPCVD设备的发展历史可以追溯到20世纪50年代,当时美国贝尔实验室的科学家们使用LPCVD方法在硅片上沉积多晶硅薄膜,并用于制造双极型晶体管。随后,LPCVD方法被广泛应用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、动态随机存储器(DRAM)、太阳能电池等器件。20世纪70年代,LPCVD方法开始用于沉积氮化硅和氧化硅等绝缘薄膜,用于制造互连层、保护层、栅介质层等结构。20世纪80年代,LPCVD方法开始用于沉积碳化硅等宽禁带半导体薄膜,用于制造高温、高功率、高频率等特殊应用的器件韶关真空镀膜工艺流程