薄膜技术中文版07 化学气相沉积技术.pdf

薄膜技术-7 化学气相沉积技术-1 化学气相沉积技术主要内容  化学气相沉积概念  化学气相沉积反应类型  化学气相沉积过程的热力学  化学气相沉积过程的动力学  化学气相沉积装置 什么是化学气相沉积（CVD ）? 气体运输方向 前驱反应气体 气态反应产物 固态反应产物 化学气相沉积技术 （CVD ）：利用气态的先 驱反应物，通过原子、分子间化学反应的途径 生成固态薄膜的技术。 化学气相沉积（CVD ）和物理气相沉积（PVD ） 有哪些差异？ CVD与PVD的差异——沉积原理 化学气相沉积 气 固（化学反应过程） 物理气相沉积（蒸镀/溅射） 固 气 固（物理过程） CVD与PVD的差异——阴影效应 蒸发/溅射源 气体运输方向 气体分子运动： 非直线 沉积几率： 非100% ， CVD薄膜受阴影效应限制小，可均匀涂覆在复 杂零件表面。 CVD与PVD的差异——气压 相对PVD，CVD在较高的压力环境下进行  PVD：1X10-3 Pa ~ 10 Pa  CVD：100 Pa ~ 一个大气压（黏滞流状态） 目的是提高薄膜沉积速率 化学气相沉积（CVD ）有哪些应用？ CVD法制备高质量半导体单晶薄膜 GaN GaN/GaAs GaAs CVD法制备高质量 金刚石 金刚石薄膜： Si 化学气相沉积技术有哪些反应类型? 高温分解反应：一般通过对基片高温 加热，使氢化物、羰基化合物和金属 有机物等分解成固体薄膜和残余气体。 e.g.多晶硅和非晶硅膜的制备： e.g.金属Ni薄膜的制备： 还原反应：一般用氢气作还原性气体在 高温下对卤化物、羰基卤化物和卤氧化 合物以及含氧化合物进行还原反应。 e.g. 硅膜的同质外延： e.g. 金属W和Mo薄膜的制备： 氧化反应: 一般用氧气、二氧化碳作氧化性 气体在高温下对卤化物、羰基卤化物进行 氧化反应，生成氧化物薄膜。 e.g. SiO 薄膜的低温合成： 2 e.g.光纤用高质量SiO2棒材合成： 置换反应：将相应的元素通过置换 反应沉积出来形成化合物。 e.g. GaAs单晶薄膜的合成： e.g.硬质涂层的化学气相沉积 歧化反应：某些元素具有不同价态的气态化 合物，利用外界条件变化促使一种化合物转 变为另一种稳定性较高的化合物，从而生成 薄膜。 e.g.Ge薄膜的制备： 气相输运：利用物质升华和冷凝的可逆过程实 现其气相沉积。 e.g. CdTe薄膜生长 （g ）