薄膜制备技术CVD

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CVD分类及简介-PECVD-MOCVD

CVDCVD(Chemical Vapor Deposition）原理CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积），指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。

在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。

经过CVD处理后，表面处理膜密着性约提高30%，防止高强力钢的弯曲，拉伸等成形时产生的刮痕。

CVD特点淀积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良。

CVD制备的必要条件1）在沉积温度下，反应物具有足够的蒸气压，并能以适当的速度被引入反应室；2）反应产物除了形成固态薄膜物质外，都必须是挥发性的；3）沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压。

编辑本段何为cvd？CVD是Chemical Vapor Deposition的简称，是指高温下的气相反应，例如，金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解，氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料的方法。

这种技术最初是作为涂层的手段而开发的，但目前，不只应用于耐热物质的涂层，而且应用于高纯度金属的精制、粉末合成、半导体薄膜等，是一个颇具特征的技术领域。

其技术特征在于：⑴高熔点物质能够在低温下合成；⑵析出物质的形态在单晶、多晶、晶须、粉末、薄膜等多种；⑶不仅可以在基片上进行涂层，而且可以在粉体表面涂层，等。

特别是在低温下可以合成高熔点物质，在节能方面做出了贡献，作为一种新技术是大有前途的。

例如，在1000℃左右可以合成a-Al2O3、SiC，而且正向更低温度发展。

CVD工艺大体分为二种：一种是使金属卤化物与含碳、氮、硼等的化合物进行气相反应；另一种是使加热基体表面的原料气体发生热分解。

CVD的装置由气化部分、载气精练部分、反应部分和排除气体处理部分所构成。

目前，正在开发批量生产的新装置。

CVD工艺原理及设备介绍

CVD工艺原理及设备介绍CVD，即化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition），是一种常用的薄膜制备技术。

它通过在高温高真空条件下，利用气相反应在基底上沉积出所需的薄膜。

CVD工艺广泛应用于材料科学、光电子学、化学工程等领域，在集成电路、太阳能电池、涂层材料等方面发挥重要作用。

1.反应物气体进入反应室：反应室由高温材料制成，例如石英或陶瓷。

反应室内部经过加热，使其达到所需的反应温度。

反应物气体通过进气管进入反应室，可以是单一气体或混合气体。

2.气体反应：在反应室中，进入的反应物气体在高温条件下进行气相反应。

例如，当单一气体为硅源气体（例如SiH4），在高温下它会分解并与基底表面上的原子发生反应，生成硅薄膜。

对于混合气体而言，多个气体分子之间发生反应生成所需的薄膜。

3.薄膜沉积：反应物气体反应后生成的固相产物从气相转变为固体并沉积在基底表面上，形成所需的薄膜。

1.CVD反应室：CVD反应室通常由高温材料制成，如石英或陶瓷。

它能够承受高温和高真空环境，并且具有良好的气密性，以确保反应过程的稳定性和安全性。

2.进气系统：进气系统用于向反应室中输入反应物气体。

它通常包括气体供应系统、流量控制器和进气管道。

气体供应系统用于储存和供应反应物气体，流量控制器用于调节气体流量，进气管道将气体送入反应室。

3.加热系统：加热系统用于提供反应室所需的高温环境。

它通常采用电阻加热或电感加热方式，以快速、均匀地加热反应室。

4.泵系统：泵系统用于建立和维持反应室内的高真空环境。

它可以采用机械泵、分子泵或离子泵等不同类型的泵，以实现有效的气体抽取和排放。

5.控制系统：控制系统用于监控和调节CVD过程中的各个参数，如温度、气体流量、制备时间等。

它通常由传感器、控制器和数据记录设备组成，以确保制备过程的可重复性和稳定性。

总之，CVD工艺是一种重要的薄膜制备技术，通过在高温高真空条件下将气相物质沉积到基底表面上，实现薄膜的制备。

碳化硅外延cvd法-概述说明以及解释

碳化硅外延cvd法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述碳化硅外延化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）是一种常用的制备高质量碳化硅薄膜的技术。

该方法通过在高温下将气态前驱体降解分解，使其原子重新组合并在基底表面形成固态薄膜。

碳化硅具有优异的热导性、尺寸稳定性和化学稳定性，在高温、高功率及特殊工况下具有广泛的应用前景。

本文将介绍碳化硅外延CVD法的原理、工艺和应用。

首先，将对CVD 法的基本原理进行阐述，包括分解反应机理、气相热化学反应和沉积动力学等方面。

其次，会详细介绍碳化硅外延CVD法在制备晶态碳化硅薄膜方面的应用，包括各种衬底材料的使用、反应温度和气氛的选择，以及前驱体选择等方面的优化。

最后，我们将对碳化硅外延CVD法的优势进行总结，并展望其在未来的发展前景。

通过本文的阐述，读者可以全面了解碳化硅外延CVD法的研究现状和应用前景，以及该技术在能源、光电子、半导体和化学等领域的潜在应用价值。

同时，本文还将提供一些可供参考的研究方向和问题，以促进碳化硅外延CVD法的进一步发展和应用。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要介绍了碳化硅外延CVD法的技术和应用。

具体内容包括以下几个方面：第二部分将详细介绍碳化硅外延技术。

首先会对碳化硅外延的基本概念进行解释，并介绍其在半导体工业中的重要性。

然后会介绍CVD法在碳化硅外延中的应用，包括其原理、工艺流程和实验设备等。

第三部分将对碳化硅外延CVD法的优势进行总结。

这一部分将重点探讨CVD法在碳化硅外延制备中的优点，如高晶体质量、可控性和制备效率等。

最后，第四部分将展望碳化硅外延CVD法在未来的发展前景。

这一部分将分析当前碳化硅外延CVD法存在的挑战和问题，并提出改进和发展思路，以期实现碳化硅外延技术的进一步发展和应用。

通过对碳化硅外延CVD法的全面介绍和分析，本文旨在为读者提供全面了解碳化硅外延CVD法的基础知识，以及认识和认识碳化硅外延技术在半导体工业中的应用前景。

cvd技术原理

cvd技术原理CVD技术原理CVD技术，即化学气相沉积技术（Chemical Vapor Deposition），是一种常用的薄膜制备技术。

它通过在高温下使气体反应生成固态产物，并在基底表面上沉积出所需的薄膜。

CVD技术在微电子、光电子、材料科学等领域有着广泛的应用。

CVD技术的原理基于气相反应。

一般来说，CVD过程需要满足以下几个条件：合适的气相反应物、合适的反应温度、合适的反应压力以及合适的基底材料。

基于这些条件，CVD技术可分为热CVD 和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）两种。

热CVD是最常见的CVD技术。

它利用热源提供反应所需的能量，使气相反应物在表面上发生化学反应并沉积。

在热CVD过程中，反应物质会通过扩散从气相转移到基底表面。

这个过程需要满足一定的反应温度和压力，以保证反应物质能够在基底表面上扩散并反应。

PECVD是一种利用等离子体激发反应的CVD技术。

它通过加入外部能量，如辐射或电场，将反应物质激发成等离子体态，从而提高反应速率和降低反应温度。

PECVD技术在低温下就能实现薄膜的沉积，从而避免了基底材料的热损伤。

CVD技术的核心是反应机理。

在CVD过程中，反应物质通过提供能量激发为活性物种，这些活性物种在基底表面上发生化学反应并沉积。

具体的反应机理因不同的材料而异。

以石墨烯的CVD制备为例，常用的反应物为甲烷（CH4），其在高温下分解生成碳原子，然后这些碳原子在基底表面上重新排列并形成石墨烯薄膜。

除了反应机理，反应条件也对CVD技术的薄膜性能有着重要影响。

例如，反应温度会影响薄膜的结晶度和晶粒尺寸，高温下有利于晶粒长大，但过高的温度可能导致杂质的掺入。

反应压力则会影响薄膜的致密度和表面平整度，较高的压力有助于提高薄膜的致密性，但过高的压力可能导致薄膜的开裂和应力增大。

CVD技术还可以通过控制反应气氛、引入掺杂气体以及改变基底表面的形貌等手段来调控薄膜的性质。

例如，通过在反应气氛中引入硼烷（B2H6）可以在沉积的硅薄膜中引入硼元素，从而改变硅薄膜的导电性能。

薄膜技术中PVD和CVD的区别详解

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溅射法
直流溅射沉积装置
真空系统中，靶材
是需要溅射的材料，它作为阴极。相对于作为阳极的衬底加有数千伏的电压。在对系统预抽真空以后，充入适当压力的惰性气体。
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溅射法
溅射法分类
(1)直流溅射; (2)高频溅射; (3)磁控溅射； (4)反应溅射； (5)离子镀。
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真空蒸镀
蒸发源分类
（一）电阻加热蒸发（二）电子束加热蒸发（三）电弧加热蒸发（四）激光加热蒸发
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真空蒸镀
真空蒸发的影响因素
1.物质的蒸发速度 2.元素的蒸汽压 3.薄膜沉积的均匀性 4.薄膜沉积的纯度
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真空蒸镀
薄膜沉积的纯度
蒸发源的纯度；加热装置、坩埚可能造成的污染；真空系统中的残留气体。
物理气相沉积（PVD）
物理气相沉积法过程的三个阶段： 1，从原材料中发射出粒子； 2，粒子运输到基片； 3，粒子在基片上凝结、成核、长大、成膜。
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物理气相沉积（PVD）
PVD
物理气相沉积技术中最为基本的两种方法就是蒸发法和溅射法，另外还有离子束和离子助等等方法。
蒸发法相对溅射法具有一些明显的优点，包括较高的沉积速度，相对较高的真空度，以及由此导致的较高的薄膜质址等。
薄膜制备
张洋洋
薄膜制备工艺包括：薄膜制备方法的选择，基体材料的选择及表面处理，薄膜制备条件的选择和薄膜结构、性能与工艺参数的关系等。
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薄
膜
物理气相沉积（PVD）
制
化学气相沉积（ CVD）

cvd碳化硅工艺流程

cvd碳化硅工艺流程CVD碳化硅工艺流程引言:CVD（化学气相沉积）碳化硅工艺是一种广泛应用于半导体行业的工艺，用于制备高纯度、高质量的碳化硅薄膜。

本文将介绍CVD碳化硅工艺的流程及其关键步骤。

一、前期准备在开始CVD碳化硅工艺之前，需要进行一系列的前期准备工作。

首先，选取合适的硅衬底，并进行表面清洁处理，以保证薄膜的质量。

其次，准备碳源和气体源，如甲烷（CH4）、硅源气体（SiH4）和稀释气体（如氢气）等。

此外，还需准备反应室、加热装置、气体供给系统等设备。

二、加载硅衬底在CVD碳化硅工艺中，首先将清洁处理过的硅衬底放置于反应室中，固定好位置。

硅衬底表面应尽量避免有杂质和氧化物，以免影响薄膜质量。

同时，反应室需要真空抽气，以确保后续反应的稳定性。

三、预热在加载硅衬底后，需要进行预热步骤。

预热的目的是提高反应室温度，使其达到适宜的反应温度。

通常，预热温度为600-900摄氏度，预热时间一般为10-30分钟。

预热过程中，还需将气体源和碳源预热至适宜的温度，以确保反应的均匀性。

四、反应预热完成后，开始注入碳源和气体源。

通常情况下，甲烷作为碳源，硅源气体作为主要的硅衬底源。

此外，还可以添加适量的稀释气体，如氢气，以调节反应的活性和薄膜的成分。

在反应过程中，需要控制气体流量和反应时间，确保反应的充分进行。

五、冷却反应完成后，需要将反应室冷却至室温。

冷却的过程中，需要保持反应室的真空状态，以避免薄膜受到空气中的污染。

冷却时间一般为10-30分钟。

在冷却过程中，也可以通过气体的流动来加速冷却。

冷却完成后，可以取出硅衬底，并进行后续的处理和测试。

六、后期处理CVD碳化硅工艺完成后，可以对薄膜进行后期处理和测试。

常见的后期处理包括退火、刻蚀、沉积其他材料等。

退火可以改善薄膜的结晶度和电学性能；刻蚀可用于制作器件结构；沉积其他材料可用于制备复合薄膜等。

此外，还可以通过各种测试手段对薄膜进行表征，如SEM（扫描电子显微镜）、XRD（X射线衍射）等。

镀膜技术CVD

化学气相沉积(CVD——Chemical vapor deposition)
概念：气态反应物在一定条件下，通过化学反应，将反应形成的固相产物沉积于基片表面，
形成固态薄膜的方法。
基本特征：由反应气体通过化学反应沉积实现薄膜制备！
设备的基本构成：
气体输运
气相反应去除副产品（薄膜沉积）
Chemical vapor deposition, CVD
一、反应过程【以TiCl4(g)+CH4(g)TiC(s)+4HCl(g)为例说明】
■ 各种气体反应物流动进入扩散层；
■ 第①步（甲烷分解）：CH4 C + H2 ■ 第②步（Ti的还原）：H2+TiCl4 Ti + HCl ■ 第③步（游离Ti、C原子化合形成TiC）：Ti + C TiC
二、CVD形成薄膜的一般过程：
单晶（外延）
板状单晶
针状单晶
树枝晶
柱状晶
T
微晶
非晶
粉末（均相形核）
T
Chemical vapor deposition, CVD
CVD沉积装置
一、概述：
反应气体和载气的供给和计量装置
1）基本系统构成：加热和冷却系统
反应气体的排出装置或真空系统
2）最关键的物理量：沉气积相温反度应物的过饱和度
（ E h hc / ）
② 基片温度只影响扩散传输、不影响化学反应
主要优点：
① 沉积温度低、无需高能粒子轰击，可获得结合好、高质量、无损伤的薄膜；
② 沉积速率快； ③ 可生长亚稳相和形成突变结（abrupt junction）。
主要应用场合：
低温沉积各种高质量金属、介电、半导体薄膜。

薄膜制备工艺技术

薄膜制备工艺技术薄膜制备工艺技术是指通过化学合成、物理沉积、溶液制备等方法制备出具有一定厚度和特殊性能的薄膜材料的技术。

薄膜广泛应用于光电子、微电子、光学、传感器、显示器、纳米技术等领域。

本文将详细介绍几种常见的薄膜制备工艺技术。

第一种是物理沉积法。

物理沉积法主要包括物理气相沉积法（PVD）和物理溶剂沉积法（PSD）两种。

其中，物理气相沉积法是将固态材料加热至其熔点或升华点，然后凝华在基底表面上形成薄膜。

而物理溶剂沉积法则是通过在沉积过程中溶剂的挥发使溶剂中溶解的材料沉积在基底表面上。

物理沉积法具有较高的沉积速度和较低的工艺温度，适用于大面积均匀薄膜的制备。

第二种是化学沉积法。

化学沉积法通过在基底表面上进行化学反应，使反应物沉积形成薄膜。

常见的化学沉积法有气相沉积法（CVD）、溶液法和凝胶法等。

气相沉积法是将气体反应物输送至反应室内，通过热、冷或化学反应将气体反应物沉积在基底表面上。

而溶液法是将溶解有所需沉积材料的溶液涂覆在基底表面上，通过溶剂挥发或加热使溶液中的沉积材料沉积在基底上。

凝胶法则是通过凝胶溶胶中的凝胶控制沉积材料的沉积，形成薄膜。

化学沉积法成本低、制备工艺简单且适用于大面积均匀薄膜的制备。

第三种是离子束沉积法（IBAD）、激光沉积法和磁控溅射法。

离子束沉积法是通过加速并聚焦离子束使其撞击到基底表面形成薄膜。

激光沉积法则是将激光束照射在基底表面上，通过激光能量转化和化学反应形成薄膜。

磁控溅射法是将材料附着在靶上，通过离子轰击靶表面并溅射出材料颗粒，最终沉积在基底表面上。

这些方法制备的薄膜具有优异的结构和性能，适用于制备复杂结构和功能薄膜。

综上所述，薄膜制备工艺技术包括物理沉积法、化学沉积法、离子束沉积法、激光沉积法和磁控溅射法等多种方法。

不同的方法适用于不同的材料和薄膜要求，可以根据具体需求选择合适的工艺技术。

CVD的原理与工艺

CVD的原理与工艺CVD（化学气相沉积）是一种常用的薄膜制备技术，通过在高温条件下将气体衍生物在固体表面沉积形成薄膜。

它在半导体、光电子、材料科学等领域有着广泛的应用。

本文将介绍CVD的基本原理和常见的工艺流程。

CVD的基本原理是利用气体在固体表面发生化学反应产生固体沉积。

其过程可以简单概括为三个步骤：传输扩散、化学反应和沉积。

首先，在高温下，气体分子从气相传输到固相表面，这个过程称为传输扩散。

然后，在固体表面发生化学反应，气体分子与表面原子或分子发生物理或化学相互作用。

最后，与固体表面反应的产物发生聚集并沉积到固相表面上，形成薄膜。

CVD工艺可以分为四个主要组成部分：反应室、基底、前驱物和载气。

反应室是进行反应的容器，通常由高温和高真空环境下的材料制成。

基底是待沉积薄膜的衬底，可以是玻璃、硅等多种材料。

前驱物是产生沉积薄膜的化学物质，通常是气态或液态的。

载气是用来稀释前驱物的气体，使其在反应室中更均匀地传输。

CVD的工艺流程是在反应室中将前驱物供应和载气送入，通过传输扩散和化学反应后，形成薄膜并覆盖在基底上。

根据前驱物供应的方式和反应室的特点，CVD可以分为几个常见的工艺类型。

最常见的是热CVD，也称为低压CVD（LPCVD）。

在低压下，前驱物和气体通过加热传输到反应室中，沉积在基底上。

这种方法适用于高温下的材料制备，例如多晶硅、氮化硅等。

另一种常见的是PECVD（等离子体增晶体化学气相沉积）。

在PECVD 中，通过产生等离子体来激活前驱物的化学反应。

在等离子体的作用下，前驱物转化为离子和活性物种，进一步在基底上反应形成薄膜。

这种方法适用于制备非晶硅、氮化硅等。

还有一种CVD工艺称为MOCVD（金属有机化学气相沉积）。

在MOCVD 中，金属有机化合物作为前驱物供应，经氢气或氨气稀释。

通过热解和化学反应，金属有机前驱物转化为金属原子和活性物种，在基底上形成薄膜。

这种方法适用于制备复杂的金属氧化物、尖晶石等。

化学气相沉积(CVD)原理及其薄膜制备

H.W. Zheng, X.G. Li et al. / Ceramics International 34 (2008) 657–660
LPCVD制备非晶RuP合金超薄膜
Microelectronics applications：Cu diffusion barrier and Cu seed layer The first CVD grown binary transition metal phosphorus amorphous alloys
切削工具，模具，半导体工业，耐磨机械，耐氧化、耐腐蚀，光学，新材料王豫，水恒勇，热处理，16（2001）1-4 王福贞马文存，气相淀积应用技术，北京：机械工业出版社，2006
氯硅烷氢还原(SiHCl3+H2=Si+3HCl)生产多晶硅装置简图
徐如人庞文琴，无机合成与制备化学，北京：高等教育出版社，2001
输运流量的计算
实例：热分解反应 ABn(g)+C(g)=A(s)+nB(g)+C(g)
粒子流密度:
物料守恒:
0 J ABn hABn (PAB PABn ) n
J B hB (PB0 PB ) hB PB
J ABn
1 JB n
气固界面热力学平衡：
KPABn (
nhABn hB
N.D. Boscher, I.P. Parkin et al. / Chem. Vap. Deposition 12 (2006) 692–698
LPCVD制备立方SiC薄膜
high crystallinity
Reactor: LPCVD (1.3×103 Pa) Substrate: one-polished Si (110) (1300 ℃) Precursor: SiH4, C3H8 Carrier gas: H2

CVD的原理与工艺

CVD的原理与工艺CVD是化学气相沉积的缩写，是一种重要的薄膜制备工艺。

其原理是通过化学反应在基板表面沉积出所需的薄膜。

CVD工艺具有高温、通用性、高产率等优点，被广泛应用于半导体、光电子、材料科学等领域。

CVD工艺的原理主要涉及三个基本过程：传输过程、反应过程和沉积过程。

传输过程是指气相中物质在反应室中的输送和混合过程。

反应过程是指气相中物质发生化学反应的过程。

沉积过程是指反应生成物在基板表面的吸附和成膜过程。

CVD工艺的实施基础是高温条件下反应气体中的化学反应。

通常，CVD工艺需要在几百摄氏度到几千摄氏度的高温下进行。

高温条件下，反应气体中的分子活性增加，促使反应发生。

此外，高温条件下也有利于沉积物的生长和晶格匹配。

CVD工艺中常用的气体有两种类型：反应物气体和载体气体。

反应物气体是指与基板表面发生化学反应的气体，可以是纯净气体或有机金属（如金属有机化合物）。

载体气体是指将反应物气体输送到反应室中，并稀释以便控制反应速率和成膜均匀性的气体。

常用的载体气体有氢气、氮气、氩气等。

具体而言，CVD工艺的实施过程可以分为以下几个步骤：1.反应物气体输送：反应物气体通常通过质量流控制器控制流量，并由气体输送系统输送到反应室中。

2.传输与混合：反应物气体进入反应室后，通过传输与混合过程，与载体气体充分混合，形成气相反应体系。

3.化学反应：在高温条件下，混合的反应气体在反应器中发生化学反应。

这些化学反应通常是复杂的多步骤反应，生成物在气相中。

4.吸附与扩散：生成物与基板表面发生吸附和扩散，使得沉积物开始形成。

5.成膜和生长：沉积物在基板表面不断生长，并形成所需的薄膜。

CVD工艺的成功实施需要考虑许多因素。

其中，关键的因素包括：反应温度、反应气体浓度、反应压力、基板表面状态等。

这些因素直接影响了沉积物的结构、性能和均匀性。

为了实现理想的薄膜沉积，CVD工艺还需要进行流程优化和参数调控。

通过控制反应条件、改变反应气体浓度和流量，以及调整基板表面状态，可以实现不同结构和性能的沉积物。

薄膜制备技术化学气相沉积(CVD)

1200 0 C
2WF6(g) +3Si (s) 2W(s) +3SiF4(g)
MoF6 3H 2 ( g ) Mo(s) 6HF(g)
300 0 C
3) 氧化反应(Oxidation)
SiH 4(g) +O2(g) SiO2(s) +2H 2(g) SiCl4(g) +O2(g) +2H 2(g) SiO2(s) +4HCl(g) 2AlCl3(g) 3H 2(g) +3CO2(g) Al2 O3(s) +3CO(g要性
CVD技术沉积薄膜中的气体输运和反应过程
CVD过程
在主气流区域，反应物从反应器入口到分解区域的
质量输运；
气相反应产生新的反应物（前驱体）和副产物；
初始反应的反应物和生成物输运到衬底表面；
这些组分在衬底表面的吸附；衬底表面的异相催化反应，形成薄膜；表面反应产生的挥发性副产物的脱附；副产物通过对流或扩散离开反应区域直至被排出。
圆管中的流动：
Le
雷诺数 Re 20 r0 / r0管子半径
Le 0.07r0 Re
体积流速：
超过Le后，都是边界层，气流的剖面图不再变化。平均流速：速率分布：
r P V 8 x
4 0
V /r
2 i 0
2 0
(r ) max (1 r / r )
三、气体输运
Le
Laminar gas flow patterns. (Top) Flow across flat plate. (Bottom) Flow through circular pipe.

第七讲-薄膜制备工艺-3-CVD1

第七讲：薄膜的制备工艺技术
薄膜制备工艺技术的分类物理气相淀积技术化学气相淀积技术其它淀积技术
第七讲：薄膜的制备工艺技术
CVD 工艺
化学气相淀积技术CVD（Chemical Vapor Deposition）是通过包含薄膜所需成分的气相化学反应基 (chemicals or reactants)在衬底反应淀积非挥发的固体薄膜技术，化学反应基气体被引入到反应室，在热衬底表面发生分解、反应形成薄膜
SiH4 + CO2 H2 -> SiO2 + gas.RP
850-950
Si3N4
3SiH2Cl2 + 4NH3 -> Si3N4 + 6HCl + 6H2 700-900
Polysilicon
SiH4 -> Si + 2H2
600-650
Tungsten
selective 2WF6 + 3Si -> 2W + 3SiF4 blanket WF6 + SiH4 -> W + SiF4 + 2HF + H2
生长薄膜过程中在表面反应消耗的气流量F2可用下式表示:
F2 = kSCS 其中 kS 为化学表面反应速度常数. 稳态时 F1 = F2 = F. 利用这一条件可得：
CS
= CG 1 + kS / hG
CVD 的运动学的生长模型II
可以把硅膜生长速率写为：
v = F = kS hG CG N1 kS + hG N1
氧化 CVD
化学气相沉积法沉积多孔和多晶薄膜
下表为热氧化和CVD制备SiO2
Si3N4 淀积
•不直接用类似氧化的方法来氮化硅, 加热 Si 和 N2使其反应 (事实上有时用到), 因为 Si3N4 中N2很难渗透进去,生长若干纳米后反应停止. 不能直接用氮化的方法生长比较厚的Si3N4.因而要用 CVD方法来制备.

cvd成膜原理

cvd成膜原理CVD成膜原理CVD（化学气相沉积）是一种常用的表面膜沉积技术，通过气体在固体表面反应生成固体膜层。

CVD成膜原理是基于气相反应的原理，利用热力学和动力学规律，通过控制反应条件和气体物质的输送，使气体在固体表面发生化学反应并沉积形成薄膜。

CVD成膜的主要步骤包括气体输送、反应和产物沉积。

首先，通过气体输送系统将反应所需的气体输送到反应室中。

然后，在反应室中，气体分子在固体表面发生化学反应，并逐渐沉积形成薄膜。

最后，通过控制反应条件和气体输送，可以调节薄膜的厚度和性质。

CVD成膜的原理可以分为热解法、氧化法和还原法等不同类型。

其中，热解法是最常用的成膜方法之一。

在热解法中，反应室内的反应气体在高温条件下分解，生成活性物种，然后与固体表面发生反应，形成薄膜。

氧化法是通过氧化反应来形成薄膜，可以利用氧化剂气体与基底表面发生反应生成氧化物薄膜。

还原法是通过还原反应来形成薄膜，可以利用还原剂气体与基底表面发生反应生成金属薄膜。

CVD成膜的过程受到多种因素的影响，包括反应温度、反应气体浓度、反应时间等。

反应温度是影响成膜速率和薄膜性质的重要因素，一般来说，较高的温度有利于增加成膜速率和改善薄膜质量。

反应气体浓度决定了反应物的供应量，过高或过低的浓度都可能影响薄膜的形成。

反应时间是指反应持续的时间，过短的时间可能导致薄膜过薄，而过长的时间则可能导致薄膜过厚。

CVD成膜技术在许多领域都有广泛的应用。

在半导体行业，CVD 成膜被用于制备薄膜晶体管、光学薄膜等器件。

在涂料工业中，CVD成膜可以用于制备耐磨、耐腐蚀的涂层。

在材料科学领域，CVD成膜可以用于改善材料的表面性能，如提高材料的硬度、耐磨性等。

CVD成膜原理是基于气相反应的原理，通过控制反应条件和气体物质的输送，使气体在固体表面发生化学反应并沉积形成薄膜。

CVD 成膜技术在许多领域都有广泛的应用，对于提高器件性能、改善材料表面性能等方面具有重要意义。

CVD

CVD(Chemical Vapor Deposition)原理CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相淀积)，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。

在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。

经过CVD处理后，表面处理膜密着性约提高30%，防止高强力钢的弯曲，拉伸等成形时产生的刮痕。

CVD特点淀积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良。

CVD制备的必要条件1)在沉积温度下，反应物具有足够的蒸气压，并能以适当的速度被引入反应室；2) 反应产物除了形成固态薄膜物质外，都必须是挥发性的；3) 沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压。

碳纳米管类流体的制备及特性研究/Study on preparation and properties of carbon nanotube fluids碳纳米管(CNTs)是一种新型的一维纳米材料，由于其独特的结构、力学性能和电性能，在先进功能材料中占有不可取代的位置。

但是碳纳米管具有很高的表面自由能，处于热力学不稳定状态，易团聚，难分散，使得碳纳米管的应用受到一定的限制。

目前的研究工作主要集中在为了提高其分散性的表面修饰，增强其与聚合物的相容性以及设计具有更新的综合行为的衍生物。

一般对于碳纳米管的化学修饰主要包括碳管表面的共价接枝，以及通过表面分子堆积（π键）和在碳管表面包覆高分子。

前面所有的化学修饰方法均只展示了在溶剂存在下的类固态行为，而没有实现宏观的从固-液相的相态转换。

最近我们通过在碳纳米管表面引入柔性长链制备了具有类液体行为的碳纳米管类流体。

这种碳纳米管类流体具有流动特性、零蒸汽压，具有特殊的性能（如折射率、粘度、导电性和磁性），并且实现了低温下材料从固-液相的转化。

同时，通过共混法制备了碳纳米管类流体/PA11复合材料，通过扫描电镜观察了碳纳米管在聚合物基体中的分散及取向，并利用转矩流变仪表征了碳纳米管类流体对聚合物的增塑作用。

真空镀膜--化学气相沉积(CVD)制作薄膜

化学输送反应硅化物等金属氢化物
氧化
金属卤化物金属氧氯化合物有机金属化合物
2SiI2 =之Si+SiI4
S吐+Di 一 t:. Si()i+2H2 (PH3+S/4()z----+l/2P20s+3/2H2) SiCLs+Oi--+!:,. SiOi+2C[i POCIJ+3/40i 一1九P20s+3九C\z AIR3 + 3/40i -----+112Al20:i+R'
加水分解
金属卤化物
SiCli +2H20 一 Si0z+4HCI 2A1Ch+3H20-Al20i + 6HCI
u／
Be Si
w
Si
笠 (P20s) SiOi P20s Al20i
SiOi Al2�
与氨反应
金属卤化物金属氢化物
SiH2Cli+4/3NH3 ---+1/3Si3N4+2HCI+2H2 S吐+4/3NH3 ---+1/3Si3N4+4H2
350-450 350-450 350-450
700-950 700-950 700-950
800-950 350-500 350-450
层间绝缘膜扩散掩膜扩散泵 (P,B,As)
氧化扩散掩膜表面保护膜 MNOS存储器用
MAOS存储器用表面保护膜绝缘膜
(7)CVD方法制作金属薄膜用CVD方法制作金属薄膜，几乎适用于所有的金属，但一般低熔点金属不必用CVD方法制膜，用蒸锁和离子锁方法可以得到优质薄膜。 CVD制金属膜，仅用于制作熔点高、硬度大的膜，如Ta、Mo、W、Re等金属膜。用CVD法还可以制作微细晶粒的纯致密金属，制造形状复杂

气相沉积CVD、PVD简介

气相沉积简介CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积），指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。

在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。

经过CVD处理后，表面处理膜密着性约提高30%，防止高强力钢的弯曲，拉伸等成形时产生的刮痕。

特点沉积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良。

制备的必要条件1）在沉积温度下，反应物具有足够的蒸气压，并能以适当的速度被引入反应室；2）反应产物除了形成固态薄膜物质外，都必须是挥发性的；3）沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压。

PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。

涂层技术增强型磁控阴极弧：阴极弧技术是在真空条件下，通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态，从而完成薄膜材料的沉积。

增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用，将靶材表面的电弧加以有效地控制，使材料的离化率更高，薄膜性能更加优异。

过滤阴极弧：过滤阴极电弧(FCA )配有高效的电磁过滤系统，可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净，经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%，并且可以过滤掉大颗粒，因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。

磁控溅射：在真空环境下，通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基件上形成薄膜。

根据使用的电离电源的不同，导体和非导体材料均可作为靶材被溅射。

离子束DLC：碳氢气体在离子源中被离化成等离子体，在电磁场的共同作用下，离子源释放出碳离子。

cvd 化学气相沉积

cvd 化学气相沉积CVD（化学气相沉积）是一种重要的薄膜制备技术，广泛应用于微电子、材料科学、纳米技术等领域。

本文将介绍CVD的基本原理、应用领域以及未来发展方向。

让我们来了解CVD的基本原理。

化学气相沉积是一种在气相条件下通过化学反应生成固体薄膜的技术。

它的基本原理是在高温下，将气体或液体前体物质引入反应室中，通过化学反应形成气相中间体，然后在衬底上沉积出所需的固体薄膜。

CVD的反应过程主要包括气体输运、吸附、表面反应和膜沉积等步骤。

CVD技术具有许多优点，如制备的薄膜具有高纯度、均匀性好、可控性强等特点。

此外，CVD还可以在复杂的表面形貌上进行薄膜沉积，如纳米颗粒、多孔膜等。

因此，CVD被广泛应用于微电子行业，用于制备晶体管、集成电路、显示器件等。

同时，它也被应用于材料科学领域，用于制备超硬材料、陶瓷薄膜、光学薄膜等。

除了微电子和材料科学领域，CVD还在纳米技术领域得到了广泛应用。

纳米领域的发展对CVD技术提出了更高的要求，例如制备纳米线、纳米颗粒和纳米薄膜等。

由于CVD具有优异的可控性和均匀性，它成为了纳米材料制备的重要工具。

通过调节反应条件和前体物质的选择，可以实现对纳米材料形貌、大小和组成的精确控制。

未来，CVD技术在能源领域和生物医学领域的应用也备受关注。

在能源领域，CVD可以用于制备高效的太阳能电池、燃料电池等器件。

通过优化薄膜的能带结构和界面特性，可以提高能源转换效率。

在生物医学领域，CVD可以用于制备生物传感器、药物传递系统等。

通过在表面修饰功能性薄膜，可以实现对生物分子的高灵敏检测和精确控制。

CVD是一种重要的化学气相沉积技术，广泛应用于微电子、材料科学、纳米技术等领域。

它具有优异的可控性和均匀性，可以制备高纯度、均匀性好的薄膜。

随着纳米技术和能源领域的快速发展，CVD技术在这些领域的应用前景非常广阔。

未来，我们可以期待CVD技术在更多领域的突破和创新。

薄膜制备技术CVD

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气态源物质使之发生热分解，最后在衬底上沉积出所需的固态材料。热分解发可应用于制备金属、半导体以及绝缘材料等。最常见的热分解反应有四种。（a）氢化物分解
SiH4 Si 2H 2
（b）金属有机化合物的热分解
Ni(CO) 4 Ni 4CO
（c）氢化物和金属有机化合物体系的热分解
（d）其他气态络合物及复合物的热分解
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图1 化学气相沉积的五个主要的机构
(a)反应物已扩散通过界面边界层；(b)反应物吸附在基片的表面；(c) 化学沉积反应发生； (d) 部分生成物已扩散通过界面边界层；(e)生成物与反应物进入主气流里，并离开系统
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•
任何流体的传递或输送现象，都会涉及到热能的传递、动量的传递及质量的传递等三大传递现象。
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(2)氧化还原反应沉积
一些元素的氢化物、有机烷基化合物常常是气态的或者
是易于挥发的液体或固体，便于使用在CVD技术中。如
果同时通入氧气，在反应器中发生氧化反应时就沉积出相应于该元素的氧化物薄膜。例如：
SiH 4 2O2 SiO2 2H 2O
Al2 (CH3 )6 12O2 Al2O3 9H 2O 6CO2
实现气体辉光放电在沉积反应器中产生等离子体。
•
由于等离子体中正离子、电子和中性反应分子相互碰撞，可以大大降低沉积温度，例如硅烷和氨气的反应在通常条件下，约在 850℃左右反应并沉积氮化硅，但在等离子体增强反应
的条件下，只需在350℃左右就可以生成氮化硅。
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•
一些常用的PECVD反应有：
SiH 4 xN 2O SiOx (或SiOx H y ) ......
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激光束 W (CO)6 W 6CO