薄膜堆积工艺技术引见
薄膜堆积是在 半导体 的关键衬底资料上镀一层膜。这层膜可以有各种各样的资料，比如绝缘化合物二氧化硅，半导体多晶硅、金属铜等。从半导体 芯片 制造工艺流程来说，位于前道工艺中。
随着 集成电路 的开展， 晶圆制造 工艺始终精细化，芯片结构的复杂度也在始终提高，须要在更庞大的线宽上制造。制造商要求制备的薄膜种类也随之参与，对薄膜性能的要求也在日益提高。
薄膜制备工艺依照其成膜方法可分为两大类：
物理气相堆积(PVD)和化学气相堆积（CVD），其中CVD工艺设施占比更高。
物理气相堆积（PVD）
物理气相堆积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术是指在真空条件下驳回物理方法将资料源（固体或液体）外表气化成气态原子或分子，或局部电离成离子，并经过高压气体（或等离子体）环节，在基体外表堆积具有某种不凡性能的薄膜的技术，物理气相堆积是关键的外表处置技术之一。
PVD(物理气相堆积)镀膜技术关键分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。
物理气相堆积的关键方法有：真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀膜、离子镀膜和分子束外延等。
相应的真空镀膜设施包含真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。随着堆积方法和技术的优化，物理气相堆积技术不只可堆积 金属膜 、合金膜、还可以堆积化合物、陶瓷、半导体、 聚合 物膜等。
PVD的好处
高纯度和高质量薄膜：在高真空环境下堆积，增加杂质和污染，保障薄膜纯度。
良好的薄膜平均性：经过准确控制工艺 参数 ，取得平均性好、厚度分歧的薄膜。
高附着力和致密性：离子镀和溅射技术可以增强薄膜的附着力和致密性。
PVD的运行
· 电子 和半导体工业 ——————
金属互连层：用于集成电路中的铝、铜等金属互连层，提供导电门路。
阻挠层和分散层：如氮化钛（N）用于阻挠金属原子分散，提高器件稳固性。
薄膜电阻和 电容 ：用于制造精细的薄膜电阻和 电容器 。
· 光电 子和 光学 工业 ——————
抗反射涂层：用于眼镜、摄像头和太阳能电池的抗反射涂层，提高透光率。
反射涂层：用于反射镜、激光器和光学仪器中的高反射涂层。
滤光片：用于光 通讯 和 光学传感器 的滤光片，调控光波长和透过率。
· 机械 和工具工业——————
耐磨涂层：如氮化钛（TiN）、碳化钛（TiC）和类金刚石碳（DLC）涂层，用于刀具、模具和机械零部件，提高耐磨性和经常使用寿命。
防侵蚀涂层：用于化工设施和陆地环境中的防侵蚀涂层，延伸经常使用寿命。
装璜性涂层：用于钟表、珠宝、 手机 外壳和眼镜框的装璜性涂层，提供好看的外观和耐磨性。
·动物医学——————
动物相容性涂层：用于医疗器械和植入物的动物相容性涂层，如钛和氮化钛，提高动物相容性和耐侵蚀性。
药物保送系统：用于制造纳米级药物保送载体，成功药物的控制监禁和靶向保送。
·动力和环境——————
太阳能电池：用于堆积透明导电薄膜、缓冲层和排汇层，提高光电转换效率。
燃料电池和电池：用于制备高性能电极资料，如 锂离子电池 中的硅基阳极和磷酸铁锂（LiFePO4）正极资料。
化学气相堆积(CVD)
在真空高温条件下将两种以上气态或液态反响剂蒸汽引入反响室，在晶圆外表出现化学反响，构成一种新的资料并堆积。
目前CVD市场占比最高且仍在始终迭代。
依据反响条件（压强、前驱体）的不同又分为常压CVD（APCVD）、高压CVD（VD）、等离子体增强CVD(PECVD)、高密度等离子体CVD（HDPCVD）和原子层堆积（ALD）。
经常出现 CVD 包含以下三种
常压化学气相堆积（AP-CVD），是指在大气压及 ~800℃ 下温度启动反响，用于制备单晶硅、多晶硅、二氧化硅、掺杂 SiO2等薄膜。
高压化学气相堆积（LP-CVD），是指用于 90nm 以上工艺中 SiO2和PSG/BPSG、氮氧化硅、多晶硅、Si3N4等薄膜制备。
等离子增强化学气相堆积（PE-CVD），是用于 28~90nm 工艺中堆积介质绝缘层和半导体资料的干流工艺设施。其好处是堆积温度更低、薄膜纯度和密度更高，堆积速率更快，实用于大少数干流介质薄膜。
PECVD 关键堆积环节
相比传统的AP-CVD、LP-CVD设施，PE-CVD设施已成为 芯片制造 薄膜堆积工艺中运用最宽泛的设施类型。
运行
CVD技术因其在不同资料和薄膜制备中的灵敏性和高效性，在多个畛域都施展着关键作用。
薄膜堆积： CVD用于堆积各种薄膜，如非晶硅、多晶硅、氮化硅（Si3N4）、二氧化硅（SiO2）等。
和激光器： CVD用于制造LED和激光器中的III-V族半导体资料，如 氮化镓 （GaN）和砷化镓（GaAs）。
光伏电池： 在太阳能电池的制造中，CVD用于堆积薄膜，如硅薄膜和氧化锌（ZnO）等，提高光电转换效率。
耐磨涂层： CVD用于堆积金刚石、立方氮化硼（c-BN）等超硬涂层，提高工具、模具和机械零部件的耐磨性和经常使用寿命。
防侵蚀涂层： 经过CVD可以堆积耐侵蚀涂层，如氮化钛（TiN）和碳化钛（TiC），用于包全金属外表免受侵蚀。
抗反射涂层： CVD用于制备抗反射涂层，增加光学元件外表的反射，提高光学性能。
滤光片和波导： 在光学通讯中，CVD用于制造滤光片和光波导等器件，提高 信号 传输效率。
动物相容性涂层： CVD技术用于在医疗器械和植入物外表堆积动物相容性涂层，如氮化钛和氧化锆（ZrO2），以提高动物相容性和耐用性。
微机 电系统（）： CVD用于制造MEMS器件中的结构资料和性能薄膜，如多晶硅和氮化硅。
化学气相堆积(ALD)
原子层堆积技术（Atomic Layer Deposition，简称ALD）是一种将物质以单原子层方式逐层在基底外表构成薄膜的真空镀膜工艺。
早在1974年，芬兰资料物理学家Tuomo Suntola开发了这项技术，并取得百万欧元千禧技术奖。ALD技术最后用于平板电致发光显示器，但并未失掉宽泛运行。直到21世纪初，ALD技术开局被半导体行业驳回，经过制造超薄高介质资料取代传统氧化硅，成功处置了场效应 晶体管 因线宽增加而惹起的漏电流难题，促使摩尔定律进一步向更小线宽开展。Tuomo Suntola博士曾示意，ALD可清楚参与组件的集成密度。
ALD好处：成膜平均性好、致密无孔洞、台阶笼罩特性好、可在高温启动（室温—℃）、可便捷准确控制薄膜厚度、宽泛实用于不同状态的基底、无需控制反响物流量平均性。
ALD缺陷：成膜速度较慢。如用于消费纳米结构的绝缘体(Al2O3/TiO2)和薄膜电致发光显示器（EL）的硫化锌(ZnS)发光层。
相比传统的化学气相堆积CVD和物理气相堆积PVD，ALD的好处在于成膜具有优秀的三维保形性、大面积成膜平均性，以及准确的厚度控制等，实用于在复杂的状态外表和浅近宽比结构中成长超薄薄膜。
目前随着45nm以下制程的产线数量增多，尤其是28nm及以下工艺的产线，对镀膜厚度和精度控制的要求更高，以及 元器件 逐渐出现高密度、浅近宽比结构，薄膜堆积技术在整个半导体行业内占据愈发关键角色。
关键参考文章：
1.矢量迷信丨PECVD/LPCVD/ALD设施的原理和运行，矢量迷信_王雨，知乎。
2.LPCVD 与 PECVD 氮化硅波导，Austin_Zhu，知乎。
3.化学气相堆积（CVD）的分类、特点以及运行，HarBour Srmi。
4.百度百科。