半导体镀膜工艺是什么

镀膜工艺一般是PVD和CVD。PVD：物理气相沉积。通过plasm轰击金属靶材（金靶，铜靶，Al，Cr.....），金属原子脱离靶材，落在wafer表明，形成薄膜。CVD：化学气相沉积。这个是通过化学反应，在晶圆表面张氧化薄膜。

将某一特定晶向的Si seed(种子,通常为一小的晶棒)棒插入熔融状态Si下,并慢慢向上拉起晶棒,一根和seed相同晶向的晶柱就被生产出来,晶柱的直径可以通过控制向上拉的速度等工艺变量来控制.将晶柱切割成很多的一小片,wafer就被制造出来了.晶柱两头无法切割成可用的wafer的部分可被称为头尾料.初步切割出来的wafer,表面通常比较粗糙,无法用作晶圆生产,因而通常都在后续工艺中进行抛光,抛光片的名词就由此而来.针对不同晶圆制造要求,通常需要向粗制晶圆内掺杂一些杂质,如P,B等,以改变其阻值,因而就有了低阻,高阻,重掺等名词.镀膜片可以理解为外延片Epi,是针对特定要求的半导体device而制定的wafer,通常是在高端IC和特殊IC上使用,如绝缘体上Si(SOI)等. 在晶圆IC的生产过程中,需要一些wafer来测试生产设备的工艺状态,如particle水平,蚀刻率,缺陷率等,这些wafer通常叫做控片,控片也用来随正常生产批一起工艺以测试某一工艺的质量状况,如CVD膜厚等.生产设备在维护或维修后,立即工艺生产批的wafer,容易造成报废,因而通常要用一些非常低成本的wafer来运行工艺以确定维护或修理工作的质量,这类wafer通常叫做dummy wafer,当然有的时候dummy wafer也会用在正常生产过程中,如某些机台必须要求一定数量的wafer才能工艺,不足的就用dummy wafer补足,而有的机台必须在工艺一定数量的wafer后进行某一形式的dummy run,否则工艺质量无法保证等等诸如此类的很多wafer都可以叫做dummy. 挡片基本上可以视为dummy wafer的一种. dummy wafer,控片,挡片等通常都是可以回收利用的.

硅片，是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。用硅片制成的芯片有着惊人的运算能力。科学技术的发展不断推动着半导体的发展。自动化和计算机等技术发展，使硅片（集成电路）这种高技术产品的造价已降到十分低廉的程度。这使得硅片已广泛应用于航空航天、工业、农业和国防，甚至悄悄进入每一个家庭。

使用机械的、机电的、热力的方法来产生形成固态薄膜.通常是物理气相沉积的方法Physical vapor deposition(PVD).以下是常见的物理镀膜工艺:

热蒸发镀膜(Thermal evaporation):将薄膜物质加热蒸发,在比蒸发温度低的基本表面上凝结成固体形成薄膜的方法.

电子束蒸发镀膜 (Electron beam evaporation)通过电子束轰击镀膜材料加热并使材料蒸发,并沉积在基板上.优点是加热集中,并能达到很高的温度来处理高熔点的材料.

离子束辅助沉积 (Ion assisted deposition IAD)类似于E-beam evaporation工艺,改善的地方是用离子束来导向及加速气化的镀膜材料,并且离子束在材料沉积的过程中帮助沉积以及使沉积膜紧密化,就像小小的锤子一样.

电阻加热蒸发镀膜(Resistive heating evaporation)通过高电流电阻加热使镀膜材料气化,不适用于高过1600度熔点的材料图片分子束外延Molecular beam epitaxy (MBE)

溅射镀膜(Sputtering):高能量的原子、分子与固体在碰撞后,原子会被赶出固体表面.这种现象称为溅射( Sputter )或者是溅镀( Sputtering ),被碰撞的固体称为靶材( Target ).通过高能量的原子、分子会反复碰撞,靶材会被加热,为了防止溶解,会从背面进行水冷.

传统溅射,通过高电压使靶材周围的氩气离子化,并通过高电位差获得加速,并轰击靶材表面,轰出表面的靶材原子积聚在基板上,形成薄膜.

射频溅射 RF sputtering,射频溅射是利用射频放电等离子体中的正离子或电子轰击靶材、溅射出靶材原子从而沉积在接地的基板表面的技术.相比传统溅射的优点是不会产生正电荷积聚,降低电位差,从而终止溅射.

离子束溅射 Ion beam sputtering (IBS),来自于独立离子q的高能量离子束轰击靶材表面,溅镀好的材料沉积在基板上.其间形成着的镀膜化学计量和靶材一模一样.

脉冲激光沉积 (Pulsed laser deposition PLD):是一种利用聚焦后高功率脉冲激光对真空中靶材进行轰击,由于激光能量极高,使靶材气化形成等离子体Plasma plume,然后气化的物质沉淀在衬底上形成薄膜.

结语

这里给出的是半导体及光学镀膜工艺的一个最广泛的分类介绍.

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