所谓的物理气相沉积（physical Vapor Deposition，通常简称为PCD），就是以物理现象的方式，来进行薄膜沉积的一种技术。在半导体制程的发展上，主要的PVD技术，有蒸镀（Evaporation）及溅镀（Sputtering）等两种。前者是借着对被蒸镀物体加热，利用被蒸镀物在高温（接近其熔点）时所具备的饱和蒸气压，来进行薄膜的沉积；而后者，则是利用电浆所产生的离子，借着离子对被溅镀物体电极（Electrode）的轰击（Bombardment），使电浆的气相（Vapor Phase）内具有具有被镀物的粒子（如原子），来产生沉积薄膜的。关于溅镀部分，我们在磁控溅镀机的操作原理中另外说明。接下来简明叙述蒸镀原理。 <Tx C!{<
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一个简易的真空蒸镀机（Vacuum Evaporator）它主要是由一个用以执行真空蒸镀的蒸镀室（Evaporator Chamber），及一组用以提供蒸镀所需之真空渡真空系统所组成的。在蒸镀室内，固态的沉积材料，称为蒸镀源（Source），将被放置在一只由高温材料（Refractory）所制程的坩埚（Crucible）内，且这个由导电材料所組成的坩堝，將與外界的直流電源相接。當適當的電流通往坩堝之後，藉著坩堝因電阻效應所產生的熱，置於坩堝內的蒸鍍源將被加熱，一直到接近蒸鍍源的熔點附近。這時，原本處於固態的蒸鍍源的蒸發能力將非常強，利用這些被蒸發出來的蒸鍍源原子，我們可以在離蒸鍍源上方不遠處的晶片表面上，進行薄膜的沉積，如圖2-1所示。這種設計的坩堝，通常是以鎢、鉬、或鉭所製成的。而蒸鍍源，則大都局限在熔點較低的材料，如鋁等。除了圖2-1 的真空蒸鍍法之外，在高溫材料的蒸鍍上，我們通常是以所謂的電子束蒸鍍法（Electron Beam Evaporation，簡稱EBE）來進行的，如圖2-2 所示。其基本原理與圖1 的真空蒸鍍法完全一樣。主要是的差別，是在於EBE 是利用電子束（Electron Beam）來執行蒸鍍源加熱，且加熱的範圍可局限在蒸鍍源表面極小，以免前者必須對整個蒸鍍源加熱，以便進行沉積的這種能量使用使用效率極低的方式。縮所以，在半導體製程上的應用，蒸鍍法通常使用是以EBE 來進行的，如鋁的蒸鍍便是一例。 & +r 4
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优点： ]0/p 7N14
因为电子束直接加热在被蒸镀材料上且一般装被蒸镀材料坩埚之鎗座都有水冷却，因此比起热电阻加热法污染较少，膜质量较高。又由于电子束可加速到很高能量，一些膜性质良好的氧化层在热电阻加热法中不能蒸镀的，在此皆可。而且可以做成许多个坩埚装放不同被蒸镀材料排成一圈，要镀时就转到电子束打击位置，因此镀多层膜相当方便，图2-3 是一些可加装坩埚形状或直接使用之材料座的例子。若膜层甚多需要很多材料则作半径很大的坩埚或上升型圆柱状的设计，如图2-3g。图2-3f 则可放两种以上多量材料之材料座。 JD~a UB%
缺点： 0 {R/<N
1. 若电子束及电子流控制不当会引起材料分解或游离，前者会造成吸收后者会造成基板累积电荷而造成膜面放电损伤。 U)[ty@zyF
2. 对不同材料所需之电子束的大小及扫瞄方式不同，因此若镀膜过程中使用不同镀膜材料时必须不时调换。 6[?}6gQ
3. 对于升华材料或稍微溶解及会蒸发之材料，如SiO2，其蒸发速率及蒸发分布不稳定，此对于膜厚的均匀性有很影响。若将SiO2 由颗粒状改为块材并调好电子束扫瞄之形状，则可望获得较好的分布稳定性。
