丙酮 CH3COCH3
绝大多数沉积过程都涉及到两种或多种气态反 应物在一个热基体上发生的相互反应，这类反应称 化学合成反应。
其中最普遍的一种类型就是用氢还原卤化物来 沉积各种金属和半导体薄膜，以及选用合适的氢 化物、卤化物或金属有机化合物来沉积绝缘膜。 例：
1150~1200C SiCl4 2H 2 Si 4HCl （3）化学输运反应
细孔都能得到均匀镀膜，具有台阶覆盖性能， 适宜于复杂形状的基板。 （4）能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结 晶良好的薄膜镀层。 （5）薄膜生长的温度比膜材料的熔点低得多，可 以得到纯度高、结晶完全的膜层，这是有些 半导体膜层所必须的。 （6）CVD法可获得平滑的沉积表面。 （7）辐射损伤低。 主要缺点： 反应温度太高，一般要求在1000°C左右，使基 体材料都耐受不住高温，因此限制了它的使用。
T1 T2 T1 T2 T1
GeI 2 ZrI 2
1 ZnS ( s ) I 2 ( g ) T ZnI 2 S 2 2 2 如果传输剂XB是气体化合物，而所要沉积的是 固态物质常数为
T1 T2
ABx
( PB ) x 式中，PABx和PB分别为ABx和XB的气体分压强。
晶态无机薄膜，金刚石薄膜，高Tc超导薄膜、 透明导电薄膜以及某些敏感功能薄膜。在以LSI 为中心的薄膜微电子学领域起着重要作用。
2、特点或优点、缺点
由于CVD法是利用各种气体反应来组成薄膜所以可
任意控制薄膜组成，从而制得许多新的膜材 优点：
（1）既可以制作金属薄膜、非金属薄膜，又可按 要求制作多成分的合金薄膜。 （2）成膜速度可以很快，每分钟可达几个μm甚 至数百μm。 （3）CVD反应在常压或低真空进行，镀膜的绕射 性好，对于形状复杂的表面或工件的深孔、
把需要沉积的物质当作源物质（不挥发性物质）， 借助于适当的气体介质与之反应而形成一种气态化 合物，这种气态化合物经化学迁移或物理载带（利 用载气）输运到与源区温度不同的沉积区，并在基 板上再发生逆向的反应，使源物质重新在基板上沉 积出来，这样的反应过程称为化学输运反应。
例：
Ge( s ) I 2 ( g ) Zr ( s ) I 2 ( g )
第五章 化学气相沉积
一、CVD的概念、优点及特点 二、CVD的基本原理 三、CVD方法简介
一、CVD的概念、优点及特点 1、概念
化学气相沉积是一种化学气相生长法，简称 CVD( Chemical Vapor Deposition )技术。这种方 法是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物的气体 供给基片，利用加热、等离子体、紫外光乃至激光等 能源，借助气相作用或在基片表面的化学反应（热分 解或化学合成）生成要求的薄膜。 CVD不同于PVD，PVD是利用蒸镀材料或溅射材料 来制备薄膜的。 CVD法是一种化学反应方法，应用范围非常广泛， 可制备多种物质薄膜，如各种单晶、多晶或非
Kp
PABx
三、CVD法简介
选择CVD反应和反应器决定很多因素，主要有 薄膜的性质、质量、成本、设备大小，操作方便、 原料的纯度和来源方便及安全可靠等。但任何 CVD所用的反应体系，都必须满足以下三个条件： （1）在沉积温度下，反应物必须有足够高的蒸气 压，要保证能以适当的速度被引入反应室； （2）反应产物除了所需要的沉积物为固态薄膜之 外，其他反应产物必须是挥发性的； （3）沉积薄膜本身必须具有足够低的蒸气压，以 保证在整个沉积反应过程中都能保持在受热的基体 上；基体材料在沉积温度下的蒸气压也必须足够低。 总之，CVD的反应在反应条件下是气相，生成物 之一必须是固相。
（3）按反应器壁的温度，可分为热壁方式和冷壁 方式CVD； （4）按反应激活方式，可分为热激活和等离子体 激活CVD等。 各种CVD装置都包括以下主要部分：反应气体输 入部分，反应激活能源供应部分和气体排出部分。
1.常压CVD(APCVDAtmospheric Pressure CVD )
开口体系CVD工艺的特点是能连续地供气和 排气，物料的运输一般是靠外加不参予反应的 惰性气体来实现的。开口体系在一个大气压或稍高 于一个大气压下进行。其沉积工艺容易控制，工艺 重现性好，工件容易取放，同一装置可反复多次使 用。 2、低压CVD (LPCVD-Low Pressure CVD) LPCVD的原理与常压CVD基本相同，其主要区 别是：由于低压下气体的扩散系数增大，使气态反 应剂与副产物的质量传输速度加快，形成沉积薄膜 的反应速度增加。
二、CVD法的基本原理
CVD法的基本原理是建立在化学反应的基础上， 习惯上把反应物是气体而生成物之一是固体的反应 称为CVD反应。
1、CVD法制备薄膜的几个主要阶段
（1）反应气体向基片表面扩散；
（2）反应气体吸附于基片的表面； （3）在基片表面上发生化学反应； （4）在基片表面上产生的气相副产物脱离表面而 扩散掉或被真空泵抽走，在基片表面留下不
挥发的固体反应产物－－薄膜。
2、CVD法的反应类型
（1）热分解反应
热分解法一般在简单的单温区炉中，在真空或惰 性气体保护下加热基体至所需温度后，导入反应物 气体使之发生热分解，最后在基体上淀积出固态涂 层。热分解法已用于制备金属、半导体和绝缘体等 各种薄膜。
例：
（2）化学合成反应
AB( g ) A(s) B( g ) 700~1100C SiH 4 Si 2H 2
CVD技术的分类： （1）按淀积温度，可分为低温（200～500℃）、 中温（500～1000℃）和高温（1000～1300℃）； （2）按反应器内的压力，可分为:
常压CVD (APCVD- Atmospheric Pressure CVD) 低压CVD (LPCVD- Low Pressure CVD）、 等离子增强型CVD (PECVD- Plasma-Enhanced CVD ) 高密度等离子CVD (HDPCVD-high density plasma CVD)