镀膜(coating film)是半导体及光学工业中最为重要的工艺之一,一般是在真空环境下,将某种金属或非金属以气相的形式沉积到材料表面,形成一层致密的薄膜,镀膜质量对半导体器件的功能形成至关重要,材料可以是金属材料、半导体材料、以及氧化物氟化物等化合物材料。镀膜的工艺可以最简略的分为物理工艺及化学工艺,镀膜工艺一般有物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。物理气相沉积(PVD)通过plasma轰击靶材,靶材原子脱离靶材,落在基板表面,形成薄膜;化学气相沉积(CVD)是通过化学反应,在晶圆表面生长介质薄膜。除此之外还有电子束蒸发(Electron beam evaporation)、热蒸发 (Thermal evaporation)和电镀(Electroplating)等方法。镀膜是一种常用的表面处理工艺,量子器件中心掌握电子束蒸发、磁控溅射、LPCVD、PECVD、原子层沉积等多种镀膜技术。
设备名称 | 设备工艺能力 | 适用衬底 | 工艺条件 |
氮化铝集成溅射仪 AlN cluster (E20011) | 2号:物理刻蚀 3号:Mo镀膜 4号:AlN、Al镀膜 5号:AlScN镀膜,如生长AlMgHf等其它材料,需要自配内衬、衬底 | 2号腔体:硅基; 3、4、5号腔体:硅基/蓝宝石/SiC/LN/LT等非易挥发性衬底,其中衬底为LN时仅允许室温生长;表面禁止带光刻胶;衬底表面可裸露的金属:Au,Pt,Mo; 晶圆尺寸:≤8“ |
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多靶材溅仪SPUTTER(PVD1) 非磁性金属镀膜 (PRO Line PVD 75) | 样品表面可等离子清洗; 衬底温度:室温; 可镀金属:Nb、Cu、Ti、Au、Pt、Pd、Al 、Mo等非磁金属; 带磁性金属:GeAu、Ni不可以进腔体 | 硅基(表面可带光刻胶); 晶圆尺寸:≤6” |
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多靶材溅射仪SPUTTER(PVD2) 磁性金属镀膜 (PRO Line PVD 75) | 样品表面可等离子清洗; 衬底温度:20-500℃; 可镀金属:Cr、Ni、Ti、Au、Pt、Pd、Al等金属 | III-V/硅基及基于蓝宝石/SiC/ALN等非易挥发性衬底的III-V材料膜系; 室温可带光刻胶,升温工艺不可带光刻胶; 晶圆尺寸:≤6” |
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多靶材溅射仪SPUTTER(PVD3) 介质镀膜 (PRO Line PVD 75) | 样品表面可等离子清洗; 衬底温度:20-500℃; 生长Nb、Si、Ta、NbN等 | 硅基及蓝宝石,表面不可带光刻胶; 晶圆尺寸:≤6” |
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化学气相沉积系统(PECVD) (Plasma pro 100 PECVD 180) | 沉积薄膜:SiO2、SiN; 衬底温度:300℃; 配气:(NH3/CF4/SiH4/N2/N2O) | III-V,硅基; 衬底表面禁带光刻胶; 衬底表面可裸露的金属:Au; 晶圆尺寸:≤8” |
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化学气相沉积系统(ICPCVD) (Plasma pro 100 ICPCVD 180) | 沉积薄膜:SiO2、SiN; 衬底温度:90-140℃; 配气:(SF6/O2/Ar/SiH4/N2/N2O) | III-V/硅基及基于蓝宝石/SiC等非易挥发性衬底的III-V材料膜系; 表面禁止带光刻胶; 衬底表面可裸露的金属:Al、Nb、Au、Cu;晶圆尺寸:≤8” |
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低压化学气相沉积系统(LPCVD) | 共4根炉管: 1号:沉积SiO2,干氧和湿氧; 2号:沉积SiNx; 3号:沉积多晶硅/掺杂多晶硅; 4号:PSG/LTO; 配气:N2、O2、H2、4%H2/N2、SiH4、NH3、SiH2Cl2、15%PH3/SiH4 | 硅基(表面不可带金属); 晶圆尺寸:4”、6” |
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原子层沉积系统ALD (R-200 Advanced) | 沉积材料:SiO2、Al2O3,TiO2、HfO2、AlN、TiN | III-V/硅基及基于蓝宝石/SiC/LN等非易挥发性衬底的III-V材料膜系; 表面禁止带光刻胶; 衬底表面可裸露的金属:Au、Al; 晶圆尺寸:≤6” |
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多源炉电子束蒸发系统E-beam (Evap) | 蒸镀金属:Ti、Pt、Ni、Au、GeAu、Pd、Cr 等金属(Al除外) | III-V/硅基/蓝宝石/SiC等非易挥发性衬底; 衬底表面可带光刻胶; 晶圆尺寸:≤6” |
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晶圆电镀系统 | 电镀金属:Au、Cu、Ni等金属 | III-V/硅基及基于蓝宝石/SiC等非易挥发衬底的III-V材料膜系; 可带光刻; 晶圆尺寸:≤4” |