真空蒸发镀膜过程及蒸发所使用的几种技术
发布时间：2021-11-11 作者：长沙鑫康科研材料服务平台 阅读量：364
真空蒸发镀膜是将固体材料（简称蒸镀材料）在高真空环境中加热，沉积在加工基板上，得到薄膜的过程。真空蒸镀工艺主要用于微电子制造有源元件、器件触点和金属互连件、高精度低温度系数薄膜电阻器，以及薄膜电容器的绝缘介质和电极。通过真空蒸发工艺形成各种薄膜是集成电路制造的一项重要技术。还可通过真空蒸发沉积多种材料，例如导电材料、介电材料、磁性材料和半导体材料。
真空蒸发过程
在真空蒸发过程中，系统的真空度直接影响薄膜的质量。为了将蒸发原子或分子沉积在离蒸发源一定距离的基板上，
真空室的真空度通常应优于6×10-2帕。在真空室中，蒸发材料只有在其蒸气压在1Pa以上时才被蒸发。为此，往往需要将蒸发颗粒加热到1000～2000℃；对于一些耐火材料，它必须加热到高达3000°C。常见的加热方式有两种：1 ）、直接加热。将高熔点导体（如钼、铌、钨或石墨、氮化硼、硼化钛的混合物）制成各种形状的篮子或舟，将蒸发丸放在上面，用大电流以提高温度。2 ）、间接加热。有些材料在高温下可能会被加热的材料腐蚀，因此不应直接放在加热器上。这时，我们可以使用一些耐热且稳定的材料，如氧化铝、氧化钇或氧化锆来制作坩埚。蒸发材料置于坩埚内，加热器通过坩埚加热蒸发材料。
真空蒸发工艺
主要包括电子束蒸发、多源蒸发、瞬时蒸发、激光蒸发、反应蒸发等。
1 、电子束蒸发：电子束在5～10 kV/cm的电场下加速，电子束通过电子透镜聚焦，将坩埚内蒸发材料的温度升高到其蒸发温度。
2 、多源蒸发：根据薄膜的成分，采用两个或多个蒸发源同时加热蒸发材料，沉积在同一基板上。通过控制每个蒸发源的强度，可以获得不同的薄膜成分。
3 、瞬间蒸发：将根据需要制备的多元素材料置于真空室中的特定容器中。当加热器达到预定温度时，将一定量的材料通过进料机构迅速送到达到高温的加热器，瞬间加热，得到一定成分的薄膜。
4 、激光蒸发：用功率密度非常高的激光脉冲照射蒸发材料表面，使材料暴露表面瞬间加热到几千度。在这种高温下，任何材料都会迅速蒸发和蒸发。
5、反应蒸发：在蒸发过程中，一定比例的反应气体（如氧气、氮气等）被引入真空室，蒸发材料的原子在沉积过程中与反应气体结合形成复合膜。
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