进行MEMS制造的沉积方法

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进行MEMS制造的最基本需求是能够沉积1到100微米之间的材料薄膜。NEMS的制造过程是基本一致的,膜沉积的测量范围从几纳米到一微米。沉积方法有两种:物理沉积(PVD)和化学沉积(CVD)。  

简单介绍一下沉积法(Deposition processes):(1)物理沉积和(2)化学沉积  

(1)物理气相沉积

(Physical Vapor Deposition, PVD)是将材料从靶材(target)上去除(remove)并沉积在基材(substrate)表面上的过程。

能做到这一点的技术包括溅射过程(sputtering),在该过程中,离子束将原子从靶标中释放出来,使它们移动通过一定的距离空间并沉积在所需的基材上;之后进行蒸发(evaporation)。

在蒸发过程中,可以使用热蒸发方法(thermal evaporation)或电子束蒸发方法(e-beam evaporation)从靶标中蒸发掉材料。

PVD

和化学气相沉积相比,物理气相沉积适用范围广泛,几乎所有材料的薄膜都可以用物理气相沉积来制备,但是薄膜厚度的均匀性是物理气相沉积中的一个问题。罗列一下物理气相沉积的方法,可以更详细的归纳成蒸镀、溅镀和离子镀等(请参看下表)。

PVD

  (2)化学沉积技术(CVD)的源气流(streamof source)在基板上反应以生长所需的材料。可以根据技术的细节将其进一步分为几类,例如低压化学气相沉积(low-pressurechemical vapor deposition,LPCVD)和等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)。  

典型的CVD工艺是将晶圆(基底)暴露在一种或多种不同的前趋物下,在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。反应过程中通常也会伴随地产生不同的副产品,但大多会随着气流被带走,而不会留在反应腔(reaction chamber)中。

PVD

CVD技术来沉积的材料范围也非常广泛,包括单晶、多晶、非晶及外延材料:硅、碳纤维、碳纳米纤维、纳米线、纳米碳管、SiO2、硅锗、钨、硅碳、氮化硅、氮氧化硅及各种不同的high-k介质等材料。

CVD也用来生成合成钻石。   氧化膜(oxide films)也可以通过热氧化(thermaloxidation)技术来生长,可以从将硅晶片暴露于氧气或蒸汽中,以生长二氧化硅(silicon dioxide)的薄表面层。  

 





审核编辑:刘清

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