物理气相沉积(PVD):金属互连的纳米雕刻师

在芯片内部,数十亿个晶体管通过纳米级金属导线连接,而物理气相沉积(PVD)设备正是这条 “电子高速公路” 的铺路机。作为半导体制造的核心工艺,PVD 技术在逻辑芯片、存储芯片和功率半导体中扮演着不可替代的角色。

PVD 设备通过磁控溅射技术,将铜、铝等靶材原子以每秒 1000 米的速度轰击到晶圆表面,形成仅 50nm 厚的导电薄膜。这种工艺在金属互连层(如 Cu 大马士革工艺)中至关重要,薄膜均匀性误差需控制在 ±1.5% 以内。2023 年全球 PVD 设备市场规模达 85 亿美元,随着功率芯片和先进封装需求爆发,预计 2028 年将突破 150 亿美元。

在 MEMS 制造中,PVD 设备需在复杂曲面(如悬臂梁、齿轮结构)上实现均匀沉积。例如,用于微型传感器的 PVD 设备可将薄膜均匀性误差控制在<3%,确保信号传输稳定性。 PVD 设备采用电磁过滤系统,可过滤掉中性粒子和大颗粒离子团,制备出硬度高达 HV3500 的耐磨涂层,缺陷密度降低 60%,已广泛应用于汽车零部件和消费电子领域。

国内厂商在 PVD 领域取得显著进展。 12 英寸磁控溅射镀膜系统支持高速低温溅射,致密性达到国际水平,已进入中芯国际供应链。2023 年国产 PVD 设备市场份额提升至 18%,在 28nm 及以上成熟制程领域实现全面覆盖。此外,国产设备的能耗比欧盟同类产品低 30%,核心部件国产化率达 85%,标志着中国在高端镀膜装备领域的重大突破。

厦门毅睿科技-芯壹方 超高真空多腔体自动传输蒸镀/溅镀系统

UHV 多腔体:lon Sources, Thermal /E-Beam Evaporator, Sputter .E-Beam...etc.

基板:多片/单片Max8 Inch,5x5 cm, 10x10cm或其他尺寸

真空度:UHV10-9 Torr

随着先进封装技术(如 CoWoS)的兴起,PVD 设备在再分布层(RDL)和微凸块(Microbump)沉积中的需求激增。 PVD 设备已应用于扇出型面板级封装(FOPLP),支持铜、镍等金属的高精度沉积,2024 年新签订单达 2 亿元。同时,第三代半导体(如 SiC、GaN)的规模化生产推动 PVD 设备向高温、高功率方向发展,立式外延炉在碳化硅衬底沉积中表现优异,生长速率达 10μm/h 以上。

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