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化学气相沉积技术 PPT


③ ④ ⑤ ⑥
气体供应方式 基材材质和形状 气密性和真空度 原料气体种类和产量
1. 沉积温度 一般来说,温度越高,CVD化学反应速率越快,气体 分子或原子在基材表面吸附和扩散作用越强,沉积速 率也越快,此沉积层致密型好,结晶完美,但过高的 沉积温度也会造成晶粒粗大的现象。 2. 反应气体分压 反应气体配比直接影响沉积层形核、生长、沉积速率、 组织结构和成分等。 3. 沉积室压力 沉积室的压力会影响沉积室内热量、质量及动量的传 输,从而影响沉积速率· 沉积层质量和沉积层厚度的 均匀性。
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随着CVD和PVD技术的迅速发展,目前把两者技 术结合而发展了一种新的气相沉积技术—等离子 体增强化学气相沉积技术(PECVD)。 特点:具有沉积温度低(小于600℃)、应用范 围广、设备简单、基材变形小、挠度性能好、沉 积层均匀、可以渗透等特点。 既克服了CVD技术沉积温度高、对基材材料要求 严的缺点,又避免PVD技术附着力较差、设备复 杂等不利条件,是一种具有很大发展前景和实际 应用价值的新型高效气相沉积技术。
CVD概述 CVD法的主要特点 CVD法制备薄膜的过程 常见的CVD反应方式 CVD反应物质源 CVD装置的组成 CVD装置的选择 影响CVD沉积层质量的因素 CVD的种类 CVD的应用
CVD概述
与电镀相比,可以制成金属及非金属的各种各样材
等离子化学沉积(PCVD)
CVD
可以在较低温度下反应生成无定形薄膜i, 典型的基材温度是300℃
金属有机化学沉积(MOCVD)
适用范围广,几乎可以生长所有化合物 及合金半导体;可以生长超薄外延层, 获得很陡的界面过渡,生长各种异质结 构:外延层均匀性好,基材温度低,生 长易于控制,适宜 于大规模生产。
5. 在基材表面上产生的气体副产物脱离表面
而扩散掉或被真空泵抽掉,在基材表面沉 积出固体反应产物薄膜
① 热分解反应
② 金属还原反应 ③ 化学输送反应
④ 氧化或加水分解反应
⑤ 等离子体激发反应等反应
⑥ 金属有机物化学气相沉积
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CVD方法制备薄膜时基材的3个温度区域 生长温度区/℃ 室温~200 低温生长 反应系 紫外线激发 CVD、臭氧氧 化法 等离子体激发 CVD 钝化膜 薄膜 应用实例
料的薄膜 可以制成预定的多种成分的合金膜 可以制成超硬,耐磨损,耐腐蚀的优质薄膜 速度快 附着性好 在高温下沉积膜可以得到致密性和延展性方面优良 的沉积膜 射线损伤低 装置简单,生产率高 容易防止污染环境
1. 反应气体的热解
2. 反应气体向表面基材扩散 3. 反应气体吸附于基材的表面
4. 在基材表面上发生化学反应
约400 约500
中温生长
约800 多晶硅
钝化膜 电极材料
高温生长
约1200
外延生长
反应室
排气处 理系统
CVD 装置
排气系 统 蒸发容 器
气体流 量控制 系统
主要考虑的因素有:
① 反应室的形状和结构(主要是为了制备均匀薄膜)
一般采用水平型、垂直型和加热方式有:电加热、高频诱导加热、红外辐射加热、激 光加热等。
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