新聞
News
各種濺射工藝的對(duì)比
點(diǎn)擊量:398 日期:2023-08-02 編輯:硅時(shí)代
1. 直流濺射DCPVD:靶材只能是導(dǎo)體,主要用于沉積金屬柵。DCPVD是利用電場(chǎng)加速帶電離子,使離子和靶材表面原子碰撞,將后者濺射出來(lái)射向襯底,從而實(shí)現(xiàn)薄膜的沉積。使用DCPVD濺射絕緣材料時(shí)會(huì)導(dǎo)致正電荷在靶材表面積累,靶材的負(fù)電性減弱直至消失,導(dǎo)致濺射終止,因此不適用絕緣材料沉積,解決該問(wèn)題的辦法是使用RFPVD或者CVD;另外,DCPVD啟輝電壓高,電子對(duì)襯底的轟擊強(qiáng),解決該問(wèn)題的辦法是使用磁控濺射PVD。
2.射頻濺射RFPVD:適合各種金屬和非金屬材料。RFCVD采用射頻電源作為激勵(lì)源,轟擊出的靶材原子動(dòng)能較DCPVD更小,因此既可以沉積金屬也可以沉積非金屬材料,但由于臺(tái)階覆蓋率能力不如CVD,一般多用CVD沉積絕緣材料;RFPVD在改變薄膜特性和控制粒子沉積對(duì)襯底損傷方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),因此可以用來(lái)配合直流磁控PVD使用,來(lái)降低DCPVD對(duì)圓片上的器件的損傷。
在實(shí)際應(yīng)用中,RFPVD主要沉積金屬柵或者配合磁控濺射PVD使用來(lái)降低器件損傷。
3.磁控濺射PVD:在當(dāng)前金屬薄膜PVD中處于主導(dǎo)地位,是對(duì)平面型DCPVD的改進(jìn)。磁控濺射是一種在靶材背面添加磁體的PVD方式,利用濺射源在腔室內(nèi)形成交互的電磁場(chǎng),延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)而提高等離子體的濃度,最終實(shí)現(xiàn)更多的沉積。磁控PVD等離子體濃度更高,可以實(shí)現(xiàn)極佳的沉積效率、大尺寸范圍的沉積厚度控制、精確的成分控制等,在當(dāng)前金屬薄膜PVD中處于主導(dǎo)地位。
磁控濺射PVD主要用于Al金屬籽晶層、TiN金屬硬掩膜。磁控濺射PVD中的磁控DCPVD是應(yīng)用最廣泛的沉積方式,特別是對(duì)于平面薄膜的沉積,比如Al互連的金屬層,但在Cu互連(CuBs)中應(yīng)用減少,32nm以下的TiN硬掩膜又開(kāi)啟了這類(lèi)技術(shù)的新應(yīng)用。
4.離子化PVD(Ionized-PVD):為滿(mǎn)足高深寬比通孔和狹窄溝道的填充能力,而對(duì)磁控DCPVD做出的改進(jìn)。傳統(tǒng)PVD無(wú)法控制粒子的沉積方向,在孔隙深寬比增加時(shí),底部的覆蓋率較低,同時(shí)頂部拐角處形成最薄弱的覆蓋。離子化PVD為解決這一問(wèn)題而出現(xiàn),是對(duì)磁控濺射DCPVD的改進(jìn),可以控制金屬離子的方向和能量,以獲得穩(wěn)定的定向金屬離子流,從而提高對(duì)高深寬比通孔和狹窄溝道的臺(tái)階底部的覆蓋能力。
離子化PVD主要用于Al的阻擋層、CuBs中的阻擋層和籽晶層,也可以和金屬CVD結(jié)合用于沉積鎢栓塞中的Ti粘附層。