第三节新加工工艺 ■实现新传感器技术的手段 薄膜加工工艺 主要有蒸发、溅射和化学气相淀积。 1蒸发 条件:真空度133X102Pa以下,加热蒸 发材料。 特点:对金属,非金属和热稳定性好的化 合物,制作的膜纯度极高
第三节 新加工工艺 ◼ 实现新传感器技术的手段 一、薄膜加工工艺 主要有蒸发、溅射和化学气相淀积。 1.蒸发 条件：真空度1.33X10-2 Pa以下，加热蒸 发材料。 特点：对金属，非金属和热稳定性好的化 合物，制作的膜纯度极高
2溅射 条件:真空;数KV的电压。 特点:1)设备复杂;成膜时间长。 2)制作高熔点材料的膜;膜与基 片附着力好。 方法:阴极溅射、反应溅射、射频溅射、 等离子溅射、磁控溅射等。 原理如下图113
2.溅射 条件:真空;数KV的电压。 特点：1）设备复杂；成膜时间长。 2）制作高熔点材料的膜；膜与基 片附着力好。 方法：阴极溅射、反应溅射、射频溅射、 等离子溅射、磁控溅射等。 原理如下图1-13
加热器 基片 阴极屏蔽 基片 阴极 高压线 阳极 高压屏蔽、 加热器 蒸发源 高压电源加热电源 图1-13蒸发与溅射设备 a)蒸发设备b)溅射设备 ①一原子或分子束②一渡越过程中受到撞击③一气体分子④—从基片上二次蒸发
3化学气相淀积CVD) 使用加热、等离子和紫外线等各种能源 使气体物质经化学反应形成固态物质淀 积在衬底上的方法。 常用设备:反应气体输入部分;反应激活 能源供给部分和气体排出部分。 特点:气体工艺。 主气流 淀积层P2)乙物 反应生 衬底 图1-14cVD的过程示意图
3.化学气相淀积(CVD) 使用加热、等离子和紫外线等各种能源， 使气体物质经化学反应形成固态物质淀 积在衬底上的方法。 常用设备：反应气体输入部分；反应激活 能源供给部分和气体排出部分。 特点：气体工艺
4分子束外延(MBE) 利用分子束在单晶衬底上生长单晶层的外 延方法。 特点:1)新工艺,边生产,边分析、控制。 2)超真空条件下,制膜超纯。 3)生长速度低,成品率高。 T基片 力口 液氮 恒温槽Ga^s 图1-16MB原理图
4.分子束外延(MBE) ◼ 利用分子束在单晶衬底上生长单晶层的外 延方法。 特点：1）新工艺，边生产，边分析、控制。 2）超真空条件下，制膜超纯。 3）生长速度低，成品率高
二、光学曝光微加工工艺 ■通过具有一定图形的掩模板在硅片上进 行光学腐蚀。 接触式:设备简单,造价低,分辨率髙。 但成品率低,目前不使用 目前使用接近式和投影式。 衍射光强分布 透镜掩模硅片 图1-17接近式曝光方法
二、光学曝光微加工工艺 ◼ 通过具有一定图形的掩模板在硅片上进 行光学腐蚀。 接触式：设备简单，造价低，分辨率高。 但成品率低，目前不使用。 目前使用接近式和投影式
投影曝光分两种 1.反射式等比例曝光 优点无光学像差成像清晰 缺点高分辨率难实现 光源 透镜 基片 掩模 镜 图1-18全反射曝 光光
投影曝光分两种： 1.反射式等比例曝光 优点:无光学像差,成像清晰. 缺点:高分辨率难实现
2透射式缩小曝光 优点:图形分辨率高 缺点:设备昂贵曝光效率低 ↓;+照射光线 中间掩模 缩小透镜d 图1-19透射式缩小曝光系统原理图 a)区域分割示意图b)其中一个分割区的曝光
2.透射式缩小曝光 优点:图形分辨率高 缺点:设备昂贵,曝光效率低
三、激光精细加工 ■直接写入,低温处理 1激光辅助气相淀积 2.激光辅助固相淀积 3激光辅助液相淀积 4激光退火 5激光辅助化学掺杂 以上方法目前大多用于集成电路,光电器件 等生产工艺上
三、激光精细加工 ◼ 直接写入，低温处理 1.激光辅助气相淀积 2.激光辅助固相淀积 3.激光辅助液相淀积 4.激光退火 5.激光辅助化学掺杂 以上方法目前大多用于集成电路,光电器件 等生产工艺上
四、光纤制造技术 ■包括三个制造工艺 1预制超纯石英玻璃光纤化学气相沉 积法 )管内沉积法McVD 直径10mm,长500-1000mm, 拉125m,长5-8km 氢氧灯 石英管 Ir 长 氢气十氧气 图1-21MCVD法设备示意图
四、光纤制造技术 ◼ 包括三个制造工艺 1.预制超纯石英玻璃光纤棒—化学气相沉 积法. 1)管内沉积法(MCVD) 直径10mm，长500~1000mm, 拉125µm,长5~8km