隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體器件的種類不斷增多。原始點(diǎn)接觸晶體管、合金晶體管、合金擴(kuò)散晶體管、臺(tái)面晶體管、硅平面晶體管、TTL集成電路和N溝硅柵平面MOS集成電路等，其制造工藝及工藝之間的各道工序也有所差別。在硅平面晶體管工藝過(guò)程中，電較材料的制備技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵工藝，典型的制備技術(shù)主要有兩類：一類是電子束蒸發(fā)鍍膜技術(shù)，另一類是磁控濺射鍍膜方法。長(zhǎng)期以來(lái)，在生產(chǎn)實(shí)踐中由于電了束蒸發(fā)與磁控濺射這兩種方法制備晶體管微電較各具優(yōu)勢(shì)，而且各自采用的設(shè)備和工藝不同，因而其產(chǎn)品質(zhì)量孰優(yōu)孰次一直存在爭(zhēng)論。本文就這一問(wèn)題展開(kāi)研究，詳細(xì)分析了常用電較材料Al通過(guò)這兩種方法制備成薄膜電較的膜厚控制、附著力、致密性、電導(dǎo)率和折射率等重要性能指標(biāo)，測(cè)試結(jié)果分析表明磁控濺射鋁膜的綜合性能優(yōu)于電子束蒸發(fā)。

1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及優(yōu)化工藝參數(shù)

1.1電子束蒸發(fā)設(shè)備及優(yōu)化工藝參數(shù)

選用CHA-600型電子束蒸發(fā)臺(tái)。它主要由真空鍍膜室、真空系統(tǒng)和真空測(cè)量?jī)x器的一部分構(gòu)成。真空鍍膜室主要由鐘罩、球面行星轉(zhuǎn)動(dòng)基片架、基片烘烤裝置、磁偏轉(zhuǎn)電子槍、蒸發(fā)檔板及加熱裝置等構(gòu)件所組成;真空系統(tǒng)主要由機(jī)械泵的冷凝泵組成，選用冷凝泵可以更容易地抽到高真空狀態(tài)，避免了油擴(kuò)散泵返油而產(chǎn)生污染真空室的現(xiàn)象;用離子規(guī)來(lái)測(cè)量真空度。坩堝選用石墨坩堝，避免了坩堝與Al反應(yīng)生成化合物而污染Al膜，坩堝的位置處在行星架的球心位置，從而保證成膜厚度的均勻性。蒸鍍過(guò)程中膜厚的測(cè)量選用石英晶體膜厚監(jiān)控儀。電子束蒸發(fā)鍍Al的典型工藝參數(shù)為：真空度：2.6×10-4Pa;蒸發(fā)速率：20—2高等/s;基片溫度：120°C;蒸距：1125px;蒸發(fā)時(shí)間：25min;電子槍電壓：9Kv;電子槍電流：0.2A。

1.2濺射設(shè)備及優(yōu)化工藝參數(shù)

選用ILC-1012MARKⅡ1012濺射裝置;操作簡(jiǎn)單，并能保證產(chǎn)品質(zhì)量的均一性。此濺射臺(tái)主要由片盒卸室SL，片盒交換室TL，清洗室CL和濺射成膜室SP組成。所有濺射過(guò)程都是在這四個(gè)室中完成的，避免了空氣和雜質(zhì)的污染，能夠獲得高質(zhì)量的膜層。磁控濺射鍍Al的典型工藝參數(shù)為：本底真空度1.3×10-4Pa以下;濺射速率：8000A/min或者10000A/min基片溫度：200°C;靶-基距：125px;陰較電壓：420V(在300—600V之間);電流：13A;濺射真空度：0.13—1.3Pa;濺射角：5—8°;濺射時(shí)間：2min/片，具體時(shí)間視片數(shù)而定。

2性能測(cè)試與分析

為了獲得性能良好的半導(dǎo)體電較Al膜，我們通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，制備了一系列性能優(yōu)越的Al薄膜。通過(guò)理論計(jì)算和性能測(cè)試，分析比較了電子束蒸發(fā)與磁控濺射兩種方法制備Al膜的特點(diǎn)。