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用Pulsus PLD系統實現突破性piezoMEMS器件

日期：2025/1/21 13:29:47 作者：

Pulsus PLD系統是一種由Lam Research開發的新型沉積技術，可用于生產壓電MEMS（piezoMEMS）應用的高質量AlScN薄膜。在這篇文章中，我們解釋了Pulsus系統是如何工作的，以及與傳統技術相比，它如何能夠實現卓越的薄膜質量和性能。

脈沖激光沉積工具Pulsus

piezoMEMS器件是使用壓電材料將電能轉換成機械運動的微機電系統，反之亦然。它們應用于廣泛的領域，包括傳感器、執行器、麥克風、揚聲器、濾波器、開關和能量采集器。

piezoMEMS器件需要高質量的壓電材料薄膜，如氮化鋁鈧（AlScN），以實現最佳性能。傳統沉積技術（如濺射或化學氣相沉積）在生產具有所需特性（如成分、厚度、應力和均勻性）的AlScN薄膜方面面臨挑戰。這些障礙限制了piezoMEMS器件的可擴展性和功能性。

為了幫助克服這些挑戰，Lam Research推出了Pulsus，這是一種脈沖激光沉積（PLD）系統，我們希望它能夠徹底改變壓電MEMS應用領域。Pulsus PLD加入Lam產品組合，進一步擴大了我們專注于專業技術的沉積、蝕刻和單晶片清洗產品的全面范圍，展示了Lam在該領域的持續創新。

Pulsus是一個PLD過程模塊，已經優化并集成到Lam的生產驗證2300平臺上。它的開發是為了能夠沉積高質量的AlScN薄膜，這對于生產piezoMEMS器件是必不可少的。

脈沖激光沉積（PLD）優勢

Pulsus系統的一個關鍵優勢是其沉積多元素薄膜的能力，如高鈧摻雜的AlScN。固有的高等離子體密度與脈沖生長相結合，創造了穩定元素的條件，使其與來自靶的元素保持相同的比例。這種控制對于沉積材料是必不可少的，其中膜的功能由元素的精確組成驅動。

局部等離子體允許對整個晶片上的膜規格進行高度局部控制，如厚度和局部膜內應力。當等離子體在晶片表面“盤旋”時，Pulsus可以調整沉積設置。厚度和應力的這種局部調整允許晶片上的高度均勻性，這正是我們的客戶所要求的。

因為等離子體是在本地產生的，Pulsus使用的目標比通常在PVD系統中看到的要小得多。Pulsus可以在不打破真空的情況下，通過目標交換模塊——目標庫來交換這些較小的目標。

Pulsus使用脈沖高功率激光燒蝕目標材料，在這種情況下是AlScN，并產生等離子體羽。羽流膨脹并撞擊到基底上，在基底上形成薄膜。

Pulsus具有快速、精確的激光光路，結合目標掃描機制，可對目標材料進行均勻、可控的燒蝕。Pulsus系統具有對等離子體羽流產生、晶片溫度和壓力控制的高度控制，以實現期望的膜成分和化學計量。

在脈沖激光沉積中，高功率激光束撞擊晶片上的目標材料，就像晶片上的局部大雨。通過結合這些特性，Pulsus可以為壓電MEMS器件生產出性能卓越的高質量薄膜。Pulsus可以實現出色的成分控制，整個晶片和單個器件中的鈧（Sc）含量變化很小。它還提供高的膜均勻性，膜厚度和應力的WiW（晶片內）和晶片間（WtW）變化低。

突破性技術

Pulsus是AlScN沉積的突破性技術，可以提高壓電MEMS應用的薄膜質量和性能。此外，Pulsus有可能增強壓電MEMS設備的功能和可擴展性。Pulsus技術沉積的AlScN薄膜具有非常高的Sc濃度，從而產生高壓電系數，從而驅動更高的器件靈敏度和輸出。這些薄膜具有可調的應力狀態，從而能夠設計不同的器件配置和形狀。

Pulsus目前用于200毫米晶圓，并計劃在未來擴展到300毫米晶圓，這一舉措有可能提高piezoMEMS器件的生產率和產量。查詢進一步信息，請訪問官方網站