進行MEMS制造的最基本需求是能夠沉積1到100微米之間的材料薄膜。NEMS的制造過程是基本一致的,膜沉積的測量范圍從幾納米到一微米。沉積方法有兩種:物理沉積(PVD)和化學沉積(CVD)。
簡單介紹一下沉積法(Deposition processes):(1)物理沉積和(2)化學沉積
(1)物理氣相沉積
(Physical Vapor Deposition, PVD)是將材料從靶材(target)上去除(remove)并沉積在基材(substrate)表面上的過程。
能做到這一點的技術(shù)包括濺射過程(sputtering),在該過程中,離子束將原子從靶標中釋放出來,使它們移動通過一定的距離空間并沉積在所需的基材上;之后進行蒸發(fā)(evaporation)。
在蒸發(fā)過程中,可以使用熱蒸發(fā)方法(thermal evaporation)或電子束蒸發(fā)方法(e-beam evaporation)從靶標中蒸發(fā)掉材料。
和化學氣相沉積相比,物理氣相沉積適用范圍廣泛,幾乎所有材料的薄膜都可以用物理氣相沉積來制備,但是薄膜厚度的均勻性是物理氣相沉積中的一個問題。羅列一下物理氣相沉積的方法,可以更詳細的歸納成蒸鍍、濺鍍和離子鍍等(請參看下表)。
(2)化學沉積技術(shù)(CVD)的源氣流(streamof source)在基板上反應以生長所需的材料??梢愿鶕?jù)技術(shù)的細節(jié)將其進一步分為幾類,例如低壓化學氣相沉積(low-pressurechemical vapor deposition,LPCVD)和等離子體增強化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)。
典型的CVD工藝是將晶圓(基底)暴露在一種或多種不同的前趨物下,在基底表面發(fā)生化學反應或/及化學分解來產(chǎn)生欲沉積的薄膜。反應過程中通常也會伴隨地產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品,但大多會隨著氣流被帶走,而不會留在反應腔(reaction chamber)中。
CVD技術(shù)來沉積的材料范圍也非常廣泛,包括單晶、多晶、非晶及外延材料:硅、碳纖維、碳納米纖維、納米線、納米碳管、SiO2、硅鍺、鎢、硅碳、氮化硅、氮氧化硅及各種不同的high-k介質(zhì)等材料。
CVD也用來生成合成鉆石。 氧化膜(oxide films)也可以通過熱氧化(thermaloxidation)技術(shù)來生長,可以從將硅晶片暴露于氧氣或蒸汽中,以生長二氧化硅(silicon dioxide)的薄表面層。
審核編輯:劉清
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原文標題:MEMS制造技術(shù)(物理沉積和化學沉積)
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