化學(xué)氣相沉積技術(shù)課件

化學(xué)氣相沉積技術(shù)化學(xué)氣相沉積技術(shù)化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD(化學(xué)氣相沉積法):化學(xué)氣相沉積是在一定的真空度和溫度下，將幾種含有構(gòu)成沉積膜層的材料元素的單質(zhì)或化合物反應(yīng)源的氣體，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而生成固態(tài)物質(zhì)并沉積在基材上的成膜方法。CVD概述化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD法的主要特點(diǎn)與電鍍相比，可以制成金屬及非金屬的各種各樣材料的薄膜可以制成預(yù)定的多種成分的合金膜可以制成超硬，耐磨損，耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)薄膜速度快附著性好在高溫下沉積膜可以得到致密性和延展性方面優(yōu)良的沉積膜射線損傷低裝置簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高容易防止污染環(huán)境化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD法制備薄膜的過(guò)程

反應(yīng)氣體的熱解反應(yīng)氣體向表面基材擴(kuò)散反應(yīng)氣體吸附于基材的表面在基材表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在基材表面上產(chǎn)生的氣體副產(chǎn)物脫離表面而擴(kuò)散掉或被真空泵抽掉，在基材表面沉積出固體反應(yīng)產(chǎn)物薄膜化學(xué)氣相沉積技術(shù)常見(jiàn)的CVD反應(yīng)方式熱分解反應(yīng)金屬還原反應(yīng)化學(xué)輸送反應(yīng)氧化或加水分解反應(yīng)等離子體激發(fā)反應(yīng)等反應(yīng)金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD反應(yīng)物質(zhì)源

化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD制備薄膜時(shí)基材的溫度區(qū)域CVD方法制備薄膜時(shí)基材的3個(gè)溫度區(qū)域生長(zhǎng)溫度區(qū)/℃反應(yīng)系薄膜應(yīng)用實(shí)例低溫生長(zhǎng)室溫~200紫外線激發(fā)CVD、臭氧氧化法鈍化膜約400等離子體激發(fā)CVD約500中溫生長(zhǎng)約800鈍化膜電極材料多晶硅高溫生長(zhǎng)約1200外延生長(zhǎng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD裝置的組成CVD裝置反應(yīng)室氣體流量控制系統(tǒng)蒸發(fā)容器排氣系統(tǒng)排氣處理系統(tǒng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD裝置的選擇主要考慮的因素有：反應(yīng)室的形狀和結(jié)構(gòu)（主要是為了制備均勻薄膜）一般采用水平型、垂直型和圓筒型。加熱方法和加熱溫度加熱方式有：電加熱、高頻誘導(dǎo)加熱、紅外輻射加熱、激光加熱等。氣體供應(yīng)方式基材材質(zhì)和形狀氣密性和真空度原料氣體種類(lèi)和產(chǎn)量化學(xué)氣相沉積技術(shù)影響CVD沉積層質(zhì)量的因素沉積溫度一般來(lái)說(shuō)，溫度越高，CVD化學(xué)反應(yīng)速率越快，氣體分子或原子在基材表面吸附和擴(kuò)散作用越強(qiáng)，沉積速率也越快，此沉積層致密型好，結(jié)晶完美，但過(guò)高的沉積溫度也會(huì)造成晶粒粗大的現(xiàn)象。反應(yīng)氣體分壓反應(yīng)氣體配比直接影響沉積層形核、生長(zhǎng)、沉積速率、組織結(jié)構(gòu)和成分等。沉積室壓力沉積室的壓力會(huì)影響沉積室內(nèi)熱量、質(zhì)量及動(dòng)量的傳輸，從而影響沉積速率·沉積層質(zhì)量和沉積層厚度的均勻性。化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD的種類(lèi)等離子化學(xué)沉積(PCVD)CVD金屬有機(jī)化學(xué)沉積（MOCVD）可以在較低溫度下反應(yīng)生成無(wú)定形薄膜i，典型的基材溫度是300℃適用范圍廣，幾乎可以生長(zhǎng)所有化合物及合金半導(dǎo)體；可以生長(zhǎng)超薄外延層，獲得很陡的界面過(guò)渡，生長(zhǎng)各種異質(zhì)結(jié)構(gòu)：外延層均勻性好，基材溫度低，生長(zhǎng)易于控制，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)?；瘜W(xué)氣相沉積技術(shù)CVD的應(yīng)用

化學(xué)氣相沉積技術(shù)CVD的發(fā)展

隨著CVD和PVD技術(shù)的迅速發(fā)展，目前把兩者技術(shù)結(jié)合而發(fā)展了一種新的氣相沉積技術(shù)—等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)（PECVD)。特點(diǎn)：具有沉積溫度低（小于600℃）、應(yīng)用范圍廣、設(shè)備簡(jiǎn)單、基材變形小、撓度性能好、沉積層均勻、可以滲透等特點(diǎn)。既克服了CVD技術(shù)沉積溫度高、對(duì)基材材料要求嚴(yán)的缺點(diǎn)，又避免PVD技術(shù)附著力較差、設(shè)備復(fù)雜等不利