前两篇分别讲述了：（一）晶圆片的制造；（二）、光刻工艺及设备。（三）：蚀刻工艺及设备，本篇讲述（四）薄膜沉积工艺和设备。
薄膜沉积（Thin Film Deposition）是在基材上沉积一层 纳米级的薄膜 ，再配合蚀刻和抛光等工艺的反复进行，就做出了很多堆叠起来的导电或绝缘层，而且每一层都具有设计好的线路 图案。这样半导体元件和线路就被集成为具有复杂结构的芯片了。
化学气相沉积(CVD)通过热分解和/或气体化合物的反应在衬底表面形成薄膜。CVD法可以制作的薄膜层材料包括 碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，以及一些金属化合物、合金等。
1. 沉积物种类多: 可以沉积金属薄膜、非金属薄膜，也可以按要求制备多组分合金的薄膜，以及陶瓷或化合物层。
2. CVD反应在常压或低真空进行，镀膜的绕射性好，对于形状复杂的表面或工件的深孔、细孔都能均匀镀覆。
3. 能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。由于反应气体、反应产物和基材的相互扩散，可以得到附着力好的膜层，这对表面钝化、抗蚀及耐磨等表面增强膜是很重要的。
4. 由于薄膜生长的温度比膜材料的熔点低得多，由此可以得到纯度高、结晶完全的膜层，这是有些半导体膜层所必须的。
5. 利用调节沉积的参数，可以有效地控制覆层的化学成分、形貌、晶体结构和晶粒度等。
7. 反应温度太高，一般要850~ 1100℃下进行，许多基体材料都耐受不住CVD的高温。采用等离子或激光辅助技术可以降低沉积温度。
3、在基体表面上发生化学反应形成固态沉积物及产生的气相副产物脱离基体表面
可添加磷(磷化氢)、硼(二硼烷)或砷气体。多晶硅也可以在沉积后用扩散气体掺杂。
当硅在氧气中存在时，SiO2会热生长。氧气来自氧气或水蒸气。环境温度要求为900 ~ 1200℃
氧气和水都会通过现有的SiO2扩散，并与Si结合形成额外的SiO2。水(蒸汽)比氧气更容易扩散，因此使用蒸汽的生长速度要快得多。
氧化物用于提供绝缘和钝化层，形成晶体管栅极。干氧用于形成栅极和薄氧化层。蒸汽被用来形成厚厚的氧化层。绝缘氧化层通常在1500nm 左右，栅极层通常在200nm到500nm间。
在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体）表面材料气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
物理气相沉积不仅可沉积金属膜、合金膜， 还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
(2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应。
物理气相沉积技术工艺过程无污染，耗材少。成膜均匀致密，与基体的结合力强。
该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层 。
原理：真空蒸镀是在真空条件下，将镀料靶材加热并蒸发，使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面（或升华），并最终沉积在基体表面上的技术。在整个过程中，气态的原子、分子在真空中会经过很少的碰撞而直接迁移到基体，并沉积在基体表面形成薄膜。蒸发的方法包括电阻加热，高频感应加热，电子束、激光束、离子束高能轰击镀料等。
蒸发源：将镀料加热到蒸发温度并使之气化，这种加热装置称为蒸发源。最常用的蒸发源是电阻蒸发源和电子束蒸发源，特殊用途的蒸发源有高频感应加热、电弧加热、辐射加热、激光加热蒸发源等。
1. 镀前处理：包括清洗镀件和预处理。具体清洗方法有清洗剂清洗、化学溶剂清洗、超声波清洗和离子轰击清洗等。具体预处理有除静电，涂底漆等。
2. 装炉：包括真空室清理及镀件挂具的清洗，蒸发源安装、调试、镀件褂卡。
3. 抽线Pa以上，更早打开扩散泵的前级维持真空泵，加热扩散泵。待预热足够后，打开高阀，用扩散泵抽至6×10-3Pa本底线. 烘烤：将镀件烘烤加热到所需温度。
9. 出炉：取件后，关闭线Pa，扩散泵冷却到允许温度，才可关闭维持泵和冷却水。
，使靶材表面原子获得足够的能量而逃逸，这个过程被称作溅射。被溅射的靶材沉积到基材表面，就称作溅射镀膜。在真空环境中充入氩气(Ar)，并在高电压下使氩气进行辉光放电，可使氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)。氩离子在电场力的作用下，加速轰击在镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。
和磁控溅射，其对应的辉光放电电压源和控制场分别为高压直流电、射频(RF)交流电和磁控(M)场 [1]。溅射镀膜，
，适当于大型建筑装饰镀膜及工业材料的功能性镀膜。溅射镀膜在集成电路、半导体器件的制造中也发挥着重要作用。随着高科技及新兴工业发展，物理气相沉积技术出现了不少新的先进的亮点，如多弧离子镀与磁控溅射兼容技术，大型矩形长弧靶和溅射靶，非平衡磁控溅射靶，孪生靶技术，带状泡沫多弧沉积卷绕镀层技术，条状纤维织物卷绕镀层技术等，使用的镀层成套设备，向计算机全自动，大型化工业规模方向发展。
，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性原子。在被镀基体上加负偏压，这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于基体表面形成薄膜。离子镀膜借助于
，使镀料（如金属钛）气化蒸发离子化，离子经电场加速，以较高能量轰击工件表面，此时如通入二氧化碳、氮气等反应气体，便可在工件表面获得TiC、TiN覆盖层，硬度高达2000HV。离子镀膜是物理气相沉积方法中应用最广泛的一种镀膜工艺。
随着离子镀膜的技术发展，出现了很多不同方式的离子镀膜技术，比如：反应性离子镀、等离子体镀膜、多弧离子镀等。在此不再逐一讲述。
，是将物质材料以单原子膜的形式基于化学气相一层一层地沉积在衬底表面的技术。与传统 CVD 不同的是，ALD 在沉积过程中， 反应前驱体是交替沉积， 新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使
。每次反应只沉积一层原子，拥有自限制生长特点，可使薄膜共形且无针孔地沉积到衬底上。因此可以通过控制沉积周期的次数进而实现
。ALD 可沉积材料包括金属、氧化物、碳（氮、硫、硅）化物、各类半导体材料和超导材料等。
随着集成电路集成度越来越高，尺寸越来越小，高介电常数（high k）栅介质逐渐替代传统的氧化硅栅，同时高宽比越来越大，对沉积技术的台阶覆盖能力提出了更高的要求，因此 ALD 作为能够满足以上要求的新型沉积工艺，已被
3、通入第二种前驱气体；与吸附在基体表面的第一种前驱气体发生化学反应生成涂层，或与第一前驱体和基体反应的生成物继续反应生成涂层；
极好的三维保形性：ALD可以生成与原来基底形状一致的薄膜，即薄膜可以均匀地沉积在类似凹面的表面上 。因此，适用于不同形状的基底；均匀的三维薄膜 、形状和原来一致，保形性，是 ALD 技术的独特优势 。
高平整性：表面无针孔，自下而上的生长机制决定了薄膜的无针孔性质 ，这对于阻挡和钝化应用是有价值的 。
低热预算（淀积温度低）: 可在低温（室温至400℃）下进行薄膜生长，这对温度有限制的聚合物器件和生物材料涂层非常有吸引力
高精确性：通过控制反应周期可简单精确控制基底薄膜厚度，薄膜的厚度精度可以达到一个原子的厚度 。
ALD设备的工艺温度50~500℃，可以在常压下工作，但是更趋向于工作在低压（0.1~10Torr）条件下。根据供能方式不同，可将ALD分为热原子沉积和等离子体增强型原子层沉积（PEALD）。热原子层沉积依靠热能激发两种或多种前驱物发生化学反应。为提供足够的反应激活能量，热原子层沉积设备一般工作在200~500℃范围。
