高真空多腔室Al(Sc)N反应溅射系统运行
High Vacuum Multi-Chamber Metal Reactive Sputtering System
型号: AM222-TPPP
功能: 可实现高质量压电薄膜AlN和AlScN,和金属Mo的沉积,并现实薄膜的超平整修整工艺。
工程师: 乌老师 / (021) 34206126-6028
设备地点: 东区薄膜Ⅳ区
设备编号: EFM4HVM01
  • 设备基本信息
  • 设备工作原理
  • 典型使用案例
主要用途

该设备是一台高度集成的多腔室磁控溅射设备,专为研发和制备高性能的微电子/声学器件(如BAW滤波器、SAW器件、MEMS传感器等)而设计。共有4个工艺腔室,包含AlN薄膜溅射腔室、AlScN薄膜溅射腔室、金属Mo溅射腔室,以及对薄膜进行离子束精细磨平修整的腔室。设备的核心用途是制备以氮化铝(AlN) 和钪掺杂氮化铝(AlScN) 为关键功能材料的压电薄膜器件。因溅射沉积的薄膜表面可能不够平整,粗糙的表面会严重损害高频器件的性能(如增加损耗),离子束修平腔室可以将其磨得极其平整。

 

工艺/测试能力

可实现压电薄膜AlN和AlScN和金属Mo的沉积,并现实薄膜的离子束精细磨平修整工艺。工艺可保证薄膜晶体结构高度有序,AlN择优取向为(002)晶向,AlScN择优取向为(002)晶向,Mo择优取向为(100)晶向,薄膜晶体缺陷和应力小,非常适合SAW、F-bar等压电表面声波器件的制作。

 

技术指标

1.基底需是完整晶圆,尺寸为4、6、8寸;

2.腔室真空度 5X10E-7 torr;

3.经过修平后的8寸片厚度均匀性(1 sigma/mean): a)1u AlN均匀性 <0.1% , b)500nm AlSc(30%)N均匀性 <0.1%  c)300nm Mo均匀性 <0.7%;

4.薄膜晶体结构高度有序,AlN和AlScN择优取向为(002)晶向,Mo择优取向为(100)晶向;

5.经过修平后的晶体质量: a)AlN XRD摇摆曲线FWHM <1.5度 b)AlSc(30%)N XRD摇摆曲线FWHM<1.7度 c)Mo XRD摇摆曲线FWHM<2度。

高真空磁控溅射工作原理:

磁控溅射是一种利用磁场和电场共同作用,使靶材(如AlSc合金)在等离子体中被轰击,溅射出原子或分子,并在基片上沉积成薄膜的技术。

 

Trimming修整工作原理:

1. 晶圆以恒定速度移动,功率根据厚度或频率均匀性图进行调整。

- 晶圆在修整过程中以恒定速度移动,同时根据预先测量的厚度或频率均匀性图动态调整功率。

2. 为了调整从晶圆上去除的材料量,离子源功率会发生变化。

- 通过改变离子源功率来精确控制材料去除量。直流离子源在所有功率下都非常稳定,并且允许在毫秒级时间内快速调整功率。

- 当离子源扫描晶圆时,根据已下载到修整工具软件中的厚度图调整材料去除量。

3. 由于晶圆以恒定速度移动,AMS(先进修整系统)采用了一种简单且稳健的晶圆扫描机制。

- 低成本和简单的维护。

- 正常运行时间长。

4. 最小刻蚀速率为零,无需沉积额外材料,不会导致器件性能退化,尤其对声表面波(SAW)频率修整非常重要。

- 修整过程中最小刻蚀速率可以为零,这意味着不需要在晶圆上沉积额外的材料,从而避免器件性能退化。这对于声表面波(SAW)器件的频率修整尤为重要。

以下测量数据是该设备安装调试完成后,实际加工的8寸片在AEMD平台测试的结果:

1.为保证最优效果,基底硅推荐选用prime规格(平台可付费领取)。

2.做AlN、AlScN和Mo沉积时,Si基底不可用N型和低阻Si(< 5 Ω-cm),可能会破坏沉积效果。

3.本设备为大型多腔集成设备,为达到最好的效果(厚度均匀性、晶向等)推荐选择全套工艺,包含对基底的处理和修平。

4.如果仅想对基底做单纯的沉积,工艺条件中已单独列出(除了30% AlScN不提供纯沉积工艺),AlN和Mo均提供单纯沉积服务,但可能需要凑几批预约一同进行,时间上可能不及时,望理解。

5.所有的腔室(沉积和修平)都不能接受破片,目前可沉积的尺寸为8寸,6寸,4寸。

6.所有的腔室(沉积和修平)收费统一按片/次收取,不论片子大小。

7.修平腔室的厚度偏差Total Thickness Variation (TTV=Max-Min)最大为30nm,超过该范围可能需要多次修平和多次收费。

8.目前平台提供的Sc掺杂为30%,如果有20% Sc掺杂需求请联系工程师。

9.大于10片以上与工程师联系,可以优惠。

 

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常见问题及解答
  • 01
    可以加工碎片吗?

    不可以,仅能加工完整的晶圆

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