什么是半导体的 Pvd 工艺？薄膜沉积技术指南

半导体中的 PVD（物理气相沉积）工艺是一种基于真空的薄膜沉积技术，用于在基底上形成高度精确和均匀的涂层。它是将固体材料气化成气态，然后将这些气化颗粒输送并凝结到基底上形成薄膜。该工艺在高真空条件下进行，通常包括气化、迁移和沉积等步骤。PVD 能够生产对设备性能至关重要的高质量、耐用和均匀的涂层，因此被广泛应用于半导体制造领域。

要点说明：

半导体中的 PVD 概述:
- PVD 是半导体制造中的一项关键工艺，用于在基底上沉积金属、合金和化合物等材料的薄膜。
- 它在高真空条件下进行，以确保污染最小化和对沉积过程的精确控制。
- 生成的薄膜对于在半导体器件中形成导电层、绝缘层或保护层至关重要。
PVD 工艺的关键步骤:
- 涂层材料的蒸发:
  - 通过蒸发、溅射或激光烧蚀等方法使固体材料（目标）气化。
  - 等离子体、电或激光等高能源用于激发目标材料，将其转化为气态或等离子态。
- 气化粒子的运输:
  - 气化的原子或分子通过真空室传送到基底。
  - 在传输过程中，颗粒可能会与进入真空室的其他气体发生碰撞或反应。
- 沉积到基底上:
  - 气化的颗粒凝结在基底上，形成一层均匀的薄层。
  - 基底通常保持在较低的温度下，以促进冷凝和层的形成。
PVD 方法:
- 蒸发:
  - 将目标材料加热至蒸发，然后将蒸气沉积到基底上。
  - 常用于沉积铝或金等金属。
- 溅射:
  - 高能等离子体轰击目标材料，使原子脱落，然后沉积到基底上。
  - 适合沉积各种材料，包括合金和化合物。
- 激光烧蚀:
  - 使用高功率激光蒸发目标材料，然后将其沉积到基底上。
  - 通常用于难以蒸发或溅射的材料。
半导体制造中的应用:
- 导电层:
  - PVD 用于沉积用于互连和电极的铜、铝和钨等金属。
- 阻隔层:
  - 沉积氮化钛 (TiN) 等材料的薄膜，以防止层间扩散。
- 保护涂层:
  - PVD 用于在半导体器件上形成耐久、耐腐蚀的涂层。
PVD 的优点:
- 高精度和均匀性:
  - PVD 可沉积极薄而均匀的层，这对先进的半导体器件至关重要。
- 材料多样性:
  - 使用 PVD 可以沉积包括金属、合金和化合物在内的多种材料。
- 低温工艺:
  - PVD 在相对较低的温度下进行，降低了对基底造成热损伤的风险。
挑战和注意事项:
- 高真空要求:
  - 保持高真空度对 PVD 过程至关重要，而这一过程成本高昂，技术难度大。
- 设备的复杂性:
  - PVD 系统需要复杂的设备来生成等离子、控制真空和处理基底。
- 沉积速率有限:
  - 与其他沉积方法相比，PVD 的沉积速度较慢，影响生产量。

通过了解 PVD 工艺及其在半导体制造中的作用，设备和耗材采购商可以更好地评估 PVD 系统的要求，包括真空泵、靶材和沉积室，以确保最佳性能和成本效益。

汇总表：

方面	详细信息
概述	半导体的真空薄膜沉积。
关键步骤	材料的蒸发、运输和沉积。
方法	蒸发、溅射和激光烧蚀。
应用	导电层、阻隔层和保护涂层。
优势	高精度、材料多样性和低温工艺。
挑战	高真空要求、复杂的设备和有限的沉积速率。