二氧化硅薄膜制备PPT讲稿

1.1.2光化学气相沉积法
使用紫外汞灯(UV2Hg)作为辐射源,利用Hg敏 化原理,在SiH4+N2O混合气体中进行光化学反应。 SiH4和O2分2路进入反应室,在紫外光垂直照射下, 反应方程式如下
3O 2 2O ·3 (< 195 nm )
nm )
O ·3 O ·+ O 2 (200～ 300
总反应式为 SiH4+ 2O 2 SiO 2+ 气体副产物(通N 2 排出)
果表明, 浸入涂膜法制备的多孔SiO 2 薄膜比
早期的真空蒸发和旋转涂膜法制备的SiO 2 薄
膜有更好的减反射效果。在波长350 nm 处的
透过率达到98% 以上, 紫外区的最高透过率
达到99% 以上。该SiO 2 薄膜有望用于惯性
约束聚变( ICF) 和X 光激光研究的透光元件
透明绝热等领域具有很好的发展前景。
1 二氧化硅薄膜的制备方法
1.化学气相淀积法 2.物理气相淀积 3.热氧化法 4.溶胶凝胶法
1.1化学气相淀积（CVD）
• 化学气相淀积是利用化学反应的方式，
在反应室内，将反应物（通常是气体）生成 固态生成物，并淀积在硅片表面是的一种薄 膜淀积技术。因为它涉及化学反应，所以又 称CVD（Chemical Vapour Deposition）。
杂的基片上制膜, 因此使用广泛。
4 二氧化硅（SiO2）薄膜的应用
微电子领域 光学领域 其他方面
微电子领域：
• 在微电子工艺中, SiO 2 薄膜因其优越的 电绝缘性和工艺的可行性而被广泛采用。在 半导体器件中, 利用SiO 2 禁带宽度可变的特 性, 可作为非晶硅太阳电池的薄膜光吸收层, 以提高光吸收效率; 还可作为金属2氮化物2 氧化物2半导体(MN SO ) 存储器件中的电荷 存储层, 集成电路中CMO S 器件和SiGeMO S
3.3 液相沉积法
•
在化学沉积法中, 使用溶液的湿化学法因需
要能量较小, 对环境影响较小, 在如今环境和能源
成为世人瞩目的问题之时备受欢迎, 被称为sof
t2p rocess (柔性过程)。近年来在湿化学法中发展
起一种液相沉积法(L PD) , SiO 2 薄膜是用L PD
法最早制备成功的氧化物薄膜。通常使用H2SiF6
3.1 热氧化法
• 干氧氧化 • 湿氧氧化 • 水汽氧化。
3.2 溶胶凝胶法
• 溶胶凝胶法是一种低温合成材料的方
法, 是材料研究领域的热点。早在19 世纪 中期, Ebelman 和Graham 就发现了硅酸乙 酯在酸性条件下水解可以得到“玻璃状透 明的”SiO 2 材料, 并且从此在黏性的凝胶 中可制备出纤维及光学透镜片。这种方法 的制作费用低、镀膜简单、便于大面积采 用、且光学性能好,适用于立体器件。过去 10 年中, 人们在此方面已取得了较大进展。 通常, 多孔SiO 2 薄膜的特性依赖溶胶2凝胶 的制备条件、控制实验条件(如溶胶组分、
光学领域：
•
20 世纪80 年代末期, Si 基SiO 2 光波
导无源和有源器件的研究取得了长足的发
展, 使这类器件不仅具有优良的传导特性,
还将具备光放大、发光和电光调制等基本
功能, 在光学集成和光电集成器件方面很有
应用前景, 可作为波导膜、减反膜学所用溶胶凝
胶法成功地研制出紫外激光SiO 2 减反膜。结
的水溶液为反应液, 在溶液中溶入过饱和的SiO 2
(以SiO 2、硅胶或硅酸的形式) , 溶液中的反应为:
H2SiF6+ 2H2O SiO 2+ 6HF。目前可在相当低的
温度(～ 40 ℃) 成功地在GaA s 基底上生长SiO 2
薄膜, 其折射率约为1. 423。PLD 成膜过程不需热
处理, 不需昂贵的设备, 操作简单, 可以在形状复
• CVD法又分为常压化学气相沉积
(APCVD)、低压化学气相沉积 (LPCVD)、等离子增强化学气相沉积 (PECVD)和光化学气相沉积等
1.1.1等离子体增强化学气相沉积法
• 利用辉光放电,在高频电场下使稀薄气
体电离产生等离子体,这些离子在电场中被 加速而获得能量,可在较低温度下实现SiO2 薄膜的沉积。这种方法的特点是沉积温度 可以降低,一般可从LPCVD中的700℃下降至 200℃,且生长速率快,可准确控制沉积速率 (约1nm樸s),生成的薄膜结构致密;缺点是真 空度低,从而使薄膜中的杂质含量(Cl、O)较 高,薄膜硬度低,沉积速率过快而导致薄膜内 柱状晶严重,并存在空洞等。
二氧化硅薄膜制备课件
摘要:
二氧化硅薄膜具有良好的硬度、光学、介 电性质及耐磨、抗蚀等特性,在光学、微电 子等领域有着广泛的应用前景,是目前国际 上广泛关注的功能材料。论述了有关二氧 化硅薄膜的制备方法,相应性质及其应用前 景。
•
二氧化硅具有硬度高、耐磨性好、绝热性好、
光透过率高、抗侵蚀能力强以及良好的介电性质。
2.1物理气相沉积(PVD)
• 物理气相沉积主要分为蒸发镀膜、离
子镀膜和溅射镀膜三大类。其中真空蒸发 镀膜技术出现较早,但此法沉积的膜与基体 的结合力不强。在1963年,美国Sandia公司 的D.M.Mattox首先提出离子镀(IonPlating) 技术,1965年,美国IBM公司研制出射频溅射 法,从而构成了PVD技术的三大系列——蒸发 镀,溅射镀和离子镀。
和低耗电; 在机械性能方面具有高附着力和 高硬度; 在化学性能方面要求耐腐蚀和低吸水 性; 在热性能方面有高稳定性和低收缩性。目 前普遍采用的制备介质层的SiO 2, 其介电常 数约为4. 0, 并具有良好的机械性能。如用于 硅大功率双极晶体管管芯平面和台面钝化, 提 高或保持了管芯的击穿电压, 并提高了晶体管 的稳定性。这种技术, 完全达到了保护钝化器
通过对各种制备方法、制备工艺的开发和不同组
分配比对二氧化硅薄膜的影响研究,制备具有优良
性能的透明二氧化硅薄膜的工作已经取得了很大
进展。薄膜在诸多领域得到了很好的应用,如用于
电子器件和集成器件、光学薄膜器件等相关器件
中。利用纳米二氧化硅的多孔性质可应用于过滤
薄膜、薄膜反应和相关的吸收剂以及分离技术、
分子工程和生物工程等,从而在光催化、微电子和