北方华创-国产PVD薄膜工艺最高水平沉积业务快速放量-210726（20页）.pdf

1、定增接连落地稳步推进扩产能，扩大竞争优势。2020 年公司资本开支迅速增长，达到6.683 亿元，同增 290.5%，主要系公司发力高端设备，扩产项目持续推进所致。2019 年公司定增募集资金 20 亿元加码高端装备研发及高精密电子元器件扩产，其中 17.8 亿元投向“高端集成电路装备研发及产业化项目”，目标所指先进工艺关键集成电路装备的研发和产业化，2020 年，高精密电子元器件产业化基地扩产项目厂房建设完成，并交付使用。高端集成电路装备研发及产业化项目各项工作有序进行，集成电路装备创新中心楼主体结构完成封顶，将于 2021 年竣工并交付使用。2021 年，公司计划通过非公开发行方式再募资

2、85 亿元投入“半导体装备产业化基地扩产项目（四期）”、“高端半导体装备研发项目”和“高精密电子元器件产业化基地扩产项目（三期）”的建设，进一步提升现有高端集成电路设备的产业化能力，巩固主营业务的竞争优势，非公开发行项目已获得中国证监会受理。薄膜生长：采用物理或化学方法使物质附着于衬底材料表面的过程，常见生长物质包括金属、氧化物、氮化物等不同薄膜。根据工作原理不同，薄膜沉积生长设备可分为：物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和外延等类别。PVD 和 CVD 是主要的薄膜设备，ALD 是产业技术发展趋势。在半导体领域，薄膜主要分给绝缘薄膜、金属薄膜。大部分绝缘薄膜使用 CVD，金属薄膜

3、常用 PVD（主要是溅射）。其他常用的镀膜方式包括 ECD、SOD、MOCVD、Epitaxy 等。在薄膜设备整体中，CVD 的使用越来越广泛，基于 CVD 发展的 ALD 更是行业升级的技术方向。CVD：用于沉积介质绝缘层、半导体材料、金属薄膜。典型的 CVD 流程包括气体输入、气体对流、气象扩散、表面吸附、表面反应、表面脱附及薄膜成核生长。1) 微米时代，化学气相沉积多采用常压化学气相沉积（APCVD）设备，结构简单；2) 亚微米时代，低压化学气相沉积（LPCVD）成为主流，提升薄膜均匀性、沟槽覆盖填充能力；3) 90nm 以后，等离子增强化学气相沉积（PECVD）扮演重要角色，等离子体作

4、用下，降低反应温度，提升薄膜纯度，加强薄膜密度；4) 45nm 以后，高介电材料（High k）和金属栅（Metal Gate），引入原子层沉积（ALD）设备，膜层达到纳米级别。（a）高介电材料（High k）替代 SiO2，用于制备MOS 器件的栅介质层，需要引入 ALD。（b）多晶硅同步地被替代为金属栅（MatalGate）电极，也用 ALD 设备制备。物理气相沉积（PVD）：利用蒸发或溅射，实现原子从源物质到沉底材料表面的物质转移，沉积形成薄膜。物理气相沉积是一种物理气相反应生长法，沉积过程是在真空或低压气体放电条件下，涂层物质源是固态物质，经过“蒸发或溅射”后，在零件表面生成与基材性能完全不同的新的固态物质涂层。PVD 具有成膜速率高、镀膜厚度及均匀性可控好、薄膜致密性好、粘结力强及纯净度高等优点。PVD 可以分为真空蒸镀（Vacuum Evaporator）和溅射（Sputtering）。PVD 发展初期以真空蒸镀镀膜为主，特点是工艺简单、操作容易、纯度较高，缺点是难以蒸发某些金属和氧化物。由于溅射设备制备的薄膜更加均匀、致密，对衬底附着性强，纯度更高，溅射设备取代了蒸镀设备。