所謂的物理氣相沉積(physical Vapor Deposition,通常簡(jiǎn)稱為PCD),就是以物理現(xiàn)象的方式,來進(jìn)行薄膜沉積的一種技術(shù)。在
半導(dǎo)體制程的發(fā)展上,主要的PVD技術(shù),有蒸鍍(Evaporation)及濺鍍(Sputtering)等兩種。前者是借著對(duì)被蒸鍍物體加熱,利用被蒸鍍物在高溫(接近其熔點(diǎn))時(shí)所具備的飽和蒸氣壓,來進(jìn)行薄膜的沉積;而后者,則是利用電漿所產(chǎn)生的離子,借著離子對(duì)被濺鍍物體電極(Electrode)的轟擊(Bombardment),使電漿的氣相(Vapor Phase)內(nèi)具有具有被鍍物的粒子(如原子),來產(chǎn)生沉積薄膜的。關(guān)于濺鍍部分,我們?cè)诖趴貫R鍍機(jī)的操作原理中另外說明。接下來簡(jiǎn)明敘述蒸鍍?cè)怼?span style="display:none"> AHn^^'&x[
]#3=GFs/ 一個(gè)簡(jiǎn)易的真空蒸鍍機(jī)(Vacuum Evaporator)它主要是由一個(gè)用以執(zhí)行真空蒸鍍的蒸鍍室(Evaporator Chamber),及一組用以提供蒸鍍所需之真空渡真空系統(tǒng)所組成的。在蒸鍍室內(nèi),固態(tài)的沉積材料,稱為蒸鍍?cè)矗⊿ource),將被放置在一只由高溫材料(Refractory)所制程的坩堝(Crucible)內(nèi),且這個(gè)由導(dǎo)電材料所組成的坩堝,將與外界的直流電源相接。當(dāng)適當(dāng)?shù)碾娏魍ㄍ釄逯,藉著坩堝因電阻效?yīng)所產(chǎn)生的熱,置於坩堝內(nèi)的蒸鍍?cè)磳⒈患訜幔恢钡浇咏翦冊(cè)吹娜埸c(diǎn)附近。這時(shí),原本處於固態(tài)的蒸鍍?cè)吹恼舭l(fā)能力將非常強(qiáng),利用這些被蒸發(fā)出來的蒸鍍?cè)丛,我們可以在離蒸鍍?cè)瓷戏讲贿h(yuǎn)處的晶片表面上,進(jìn)行薄膜的沉積,如圖2-1所示。這種設(shè)計(jì)的坩堝,通常是以鎢、鉬、或鉭所製成的。而蒸鍍?cè),則大都局限在熔點(diǎn)較低的材料,如鋁等。除了圖2-1 的真空蒸鍍法之外,在高溫材料的蒸鍍上,我們通常是以所謂的電子束蒸鍍法(Electron Beam Evaporation,簡(jiǎn)稱EBE)來進(jìn)行的,如圖2-2 所示。其基本原理與圖1 的真空蒸鍍法完全一樣。主要是的差別,是在於EBE 是利用電子束(Electron Beam)來執(zhí)行蒸鍍?cè)醇訜,且加熱的?fàn)圍可局限在蒸鍍?cè)幢砻鏄O小,以免前者必須對(duì)整個(gè)蒸鍍?cè)醇訜,以便進(jìn)行沉積的這種能量使用使用效率極低的方式。縮所以,在半導(dǎo)體製程上的應(yīng)用,蒸鍍法通常使用是以EBE 來進(jìn)行的,如鋁的蒸鍍便是一例。