Thursday, April 25, 2013

半導體製程 採用蒸鍍處理時,以原子或分子的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜,因此可以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構造及功能的被膜

半導體製程

採用蒸鍍處理時,以原子或分子的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜,因此可以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構造及功能的被膜

http://www.ch.ntu.edu.tw/~rsliu/pdf96/material/2_report.pdf

薄膜的成長是一連串複雜的過程所構成的。圖(一)為薄膜成長機制的說明圖。圖中首先到達基板的原子必須將縱向動量發散,原子才能『吸附』(adsorption)在基板上。這些原子會在基板表面發生形成薄膜所須要的化學反應。所形成的薄膜構成原子會在基板表面作擴散運動,這個現象稱為吸附原子的『表面遷徙』(surface migration)。當原子彼此相互碰撞時會結合而形成原子團,此過程稱為『成核』(nucleation)

原子團必須達到一定的大小之後,才能持續不斷穩定成長。因此小原子團會傾向彼此聚合以形成一較大的原子團,以調降整體能量。原子團的不斷成長會形成『核島』(island)。核島之間的縫隙須要填補原子才能使核島彼此接合而形成整個連續的薄膜。而無法與基板鍵結的原子則會由基板表面脫離而成為自由原子,這個步驟稱為原子的『吸解』(desorption)PVDCVD的差別在於:PVD的吸附與吸解是物理性的吸附與吸解作用,而CVD的吸附與吸解則是化學性的吸附與吸解反應。

『電漿增加化學氣相沈積』(plasma enhanced CVD)系統:PECVD法中,反應氣體從輝光放電等離子場中獲得能量,激發並增強化學反應,從而實現化學氣相沈積的技術。其中所用的發光放電等離子體屬於非平衡等離子體。在此類的等離子體中,自由電子的絕對溫度通常比平均氣體溫度高12個數量級,這些高能電子撞擊反應物氣體分子,使之激發並電離,產生化學性質很活潑的自由基團,並使矽的表面產生更為活潑的表面結構,從而加快了低溫下的化學反應

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