时代芯存半导体科普系列——物理气相沉积（PVD）介绍

薄膜所用的成膜方式, 可分为PVD与CVD两种，物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition, 简称PVD) :是指气体(或电浆)透过物理反应的方式, 生成固态薄膜的技术。传统上的PVD可分为蒸镀、溅镀、离子镀。化学气相沉积 (Chemical Vapor Deposition, 简称CVD) :是指利用反应物(通常为气体)产生化学反应, 生成固态薄膜的技术。PVD一般沉积金属膜层（例如：AL、AlCu、Ti、TiN等），CVD一般沉积介电材料(例如：SiN、SiO2等)。

薄膜沉积一般可分为5个步骤：1.孕核 / 成核；2.晶粒成长；3.晶粒聚集；4.细缝填补；5薄膜成长。

溅镀的原理: 靶材（如：AlCu、Ti等），加热器或静电夹用于放置晶圆和加热晶圆；直流电源产生等离子体，提供直流电压去吸引氩离子撞击靶材；射频偏压（可选），产生偏压电压吸引金属离子；遮挡板用于保护腔体壁不被沉积到；真空腔体保持一定压力。

PVD最大的限制是填洞能力较差，容易产生悬突，在洞口转角的地方，由于薄膜沉积的角度广，容易造成突出的现象，悬突的形成会导致洞口封口，在却在洞中形成空洞。

PVD沉积技术，为改善填孔能力，由传统溅射升级为准直器和长腔距两种类型，之后发展为IMP（Ionized Metal Plasma）。

准直器（Collimator） PVD原理是在靶材和圆片之间加一个六角孔状的准直器，用于筛除掉从靶材溅射下来的较大入射角金属材料，准直器腔体沉积速率较慢，PM周期较短。

长距PVD原理是增大晶圆到靶材的距（传统溅射一般为190mm,长距溅射为240mm）,筛除掉从靶材溅射下来的较大入射角金属材料，长距腔体沉积速率较慢，均匀性较差，PM周期短。

IMP（Ionized Metal Plasma） RF线圈用于电离金属原子，使其变成金属离子，RF BIAS 在晶圆表面形成负偏压吸引金属离子垂直的进入孔内，提高底部台阶覆盖。

PVD溅射入射角分布

台阶覆盖率

底部台阶覆盖=B/T

侧壁台阶覆盖率=C/T

拐角台阶覆盖率=D/T

举例：

底部台阶覆盖率=B/T=500/1000=50%