晶体生长技术-CVD原理
高温晶体生长原理与技术

高温晶体生长原理与技术
高温晶体生长是指在高温环境下通过控制结晶条件和过程,使晶体在晶格结构上有序生长的过程。
高温晶体生长通常涉及到材料科学、物理学和化学等领域,其原理和技术主要包括以下几个方面:
1.熔融法晶体生长:利用高温下物质熔融状态的特性,在适当的
条件下冷却结晶形成晶体。
这种方法包括拉锭法、浮区法等,
常用于生长单晶硅等材料。
2.气相沉积:利用气相中的化合物或原子沉积在基底上生长晶体,
包括化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等技术。
3.溶液法生长:在高温下将溶液中的溶质沉淀结晶形成晶体,如
溶液熔融法、溶液气相梯度法等。
4.激光熔化沉积:利用激光对材料进行加热,使之熔化后冷却结
晶,可用于生长复杂结构的晶体和涂层生长。
5.熔盐法:利用熔融盐作为介质,在高温下沉淀晶体,适用于生
长某些难溶于普通溶剂的晶体。
高温晶体生长技术在半导体、光电子、材料科学等领域具有重要应用,可以获得高质量、大尺寸、低缺陷率的晶体,为材料研究和工业生产提供了重要的支持。
cvd多晶硅名词解释

cvd多晶硅名词解释
CVD多晶硅是指通过化学气相沉积(CVD)技术在衬底上生长的多晶硅薄膜。
CVD 多晶硅具有良好的导电性能和光电特性,广泛应用于光伏电池、集成电路等领域。
在CVD多晶硅的制备过程中,硅源气体在高温下发生化学反应,生成的硅原子在衬底表面沉积,形成多晶硅薄膜。
CVD多晶硅的生长方式主要有三种:岛状生长、层状生长和台阶状生长。
岛状生长是指硅原子在衬底表面随机生长形成孤立的小岛,然后逐渐合并形成连续的多晶硅薄膜;层状生长是指硅原子在衬底表面均匀连续地生长;台阶状生长是指硅原子优先在衬底表面的台阶或裂缝处生长,形成多晶硅薄膜。
CVD多晶硅的制备条件和工艺参数,如温度、气体流量、压力等,对多晶硅的性能和晶体质量有着重要影响。
同时,衬底的选择和处理也是关键因素之一,因为衬底的表面形态和性质对多晶硅的生长和性能具有重要影响。
总的来说,CVD多晶硅是一种重要的半导体材料,在光伏产业、集成电路等领域中具有重要的应用前景。
随着科技的不断发展,CVD多晶硅的应用范围还将不断扩大,其制备技术和工艺也将不断发展和完善。
半导体制造工艺之晶体的生长

半导体制造工艺之晶体的生长导语半导体制造是现代电子行业的关键环节之一,而晶体的生长是半导体制造工艺中的必要步骤之一。
本文将详细介绍半导体制造工艺中晶体的生长过程和相关技术。
一、晶体生长基础概念晶体是由连续的原子、离子或分子排列而成的固体物质,其内部结构具有高度有序性。
晶体的生长是指在适当条件下,将原子、离子或分子从溶液或气相中传输到一个固体基底上,形成一个完整的晶体结构。
半导体晶体通常是通过化学气相沉积(CVD)或溶液法来生长的。
在CVD过程中,悬浮的气体或溶液中的原料物质会在晶体基底表面孕育生长。
晶体的生长速度、晶体的性质和电学性能都与晶体生长条件密切相关。
二、晶体生长过程晶体生长过程涉及一系列的步骤,包括原料制备、气相或溶液传输、吸附、扩散、结晶和去除杂质等。
下面将逐步介绍这些步骤。
2.1 原料制备晶体生长的基本材料是高纯度的原料物质,以确保晶体的纯度和质量。
通常需要对原料进行提纯和处理,以去除其中的杂质。
2.2 传输在气相生长中,原料气体会通过供气系统进入晶体生长的反应室。
在溶液法中,原料会被溶解在溶液中,通过流动或浸没晶体基底的方式被传输到晶体生长区域。
2.3 吸附原料物质在晶体基底表面吸附,形成吸附物。
随着吸附反应的进行,表面吸附物会逐渐增多,形成一个薄层。
2.4 扩散扩散是指原料物质在吸附层内部的传输过程。
原料物质会沿着晶体基底的表面扩散,寻找到新的吸附位置,并逐渐积聚起来。
2.5 结晶当吸附物质达到一定浓度时,会出现结晶现象。
原料物质会从吸附层中析出,形成新的晶体结构。
晶体的生长速度取决于扩散速率和结晶速率。
2.6 去除杂质晶体生长过程中会存在一些杂质,如异质原子或离子。
这些杂质会影响晶体的纯度和性能。
因此,在晶体生长结束后,需要进行杂质的去除和晶体的后处理,以提高晶体的质量。
三、晶体生长技术半导体制造工艺中有多种晶体生长技术,常见的包括单晶生长和多晶生长两种。
3.1 单晶生长单晶生长是将晶体在基底上沿特定方向生长,并形成完整的单晶结构。
碳化硅晶体生长 核心技术-概述说明以及解释

碳化硅晶体生长核心技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳化硅(SiC)晶体生长是一项关键的核心技术,其在半导体器件、光电子设备以及高温应用领域具有广泛的应用前景。
概括来说,碳化硅晶体生长是通过从气相中的碳源和硅源中沉积碳化硅晶体的过程。
该过程可以在高温下进行,通常采用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)的方法进行。
碳化硅晶体具有许多优异的性能,如高温稳定性、较高的硬度、较好的耐辐照性和优异的导热性等。
因此,碳化硅晶体广泛应用于高功率电子器件、射频功率放大器、蓝光发光二极管和高温传感器等领域。
然而,碳化硅晶体的生长过程相对复杂,需要考虑多种因素,如温度、压力、气氛组成以及衬底特性等。
在碳化硅晶体生长的过程中,关键的技术包括碳源选择、化学反应条件控制以及晶体表面与衬底之间的匹配。
碳源的选择对晶体质量和生长速率有着重要影响,常用的碳源包括甲烷、乙烯和苯等。
此外,控制化学反应条件如反应温度、压力和气氛成分对晶体的质量和生长速率也有着重要的影响。
晶体表面与衬底之间的匹配是碳化硅晶体生长过程中的关键问题。
表面匹配不良容易导致晶体缺陷的产生,影响晶体的性能。
因此,为了获得高质量的碳化硅晶体,需要在生长过程中控制杂质的存在,同时考虑晶体的生长方向和衬底的表面结构。
总之,碳化硅晶体生长是一项关键的核心技术,其应用前景广阔。
了解碳化硅晶体生长的基本原理和关键技术对于提高晶体的质量和生长速率具有重要意义。
随着技术的不断进步,碳化硅晶体的生长技术将不断完善,为半导体和光电子领域的发展做出更大的贡献。
1.2文章结构本文将在以下几个部分分别阐述碳化硅晶体生长的核心技术。
首先,在引言部分将概述该主题,并介绍本文的结构和目的。
接着,在正文部分的第一章,将详细解释碳化硅晶体生长的基本原理,包括碳化硅晶体的特性、生长机制和影响生长的因素等内容。
在第二章,将侧重探讨碳化硅晶体生长过程中的关键技术,包括晶体生长方法、衬底选择、温度控制、气氛调节、溶剂选择等方面的技术要点。
CVD钻石合成原理及识别特征

CVD钻石合成原理及识别特征CVD(化学气相沉积)钻石合成是一种通过在特定的环境条件下利用化学反应来制造人造钻石的方法。
其原理是在密封的高温高压反应室中,将适当的气体混合物引入,气体分解后的碳原子在衬底上沉积形成钻石晶体。
1.准备衬底:选择合适的衬底材料,可以是钨、碳化硅等,表面需进行处理以提高结晶质量。
2.制备气体混合物:通常将氢气和一定的甲烷或其它含碳气体混合,经过预处理后进入反应室。
3.形成激活区:在反应室中提供足够的能量,通常通过微波或其他加热手段提供,使气体混合物分解,释放出游离碳原子。
4.沉积过程:游离的碳原子在衬底上进行结晶生长,逐渐形成钻石晶体。
5.晶体生长:经过一定时间的沉积,钻石晶体逐渐生长,可以采用控制温度、气体浓度和衬底运动等方法来控制其尺寸和形状。
6.冷却与提取:冷却反应室以停止生长,然后将钻石晶体从衬底上取下,进行后续的加工和处理。
1.物理特征:CVD钻石通常具有完整的结晶形态,表面光滑平整,没有明显的晶体缺陷和裂纹。
其颜色可以是无色、黄色或稳定的棕、蓝、绿等,可以通过人工处理改变颜色。
2.光学特征:CVD钻石具有较高的折射率和散射率,其光学性质与天然钻石相似,但可能存在一些区别,如CVD钻石的斑点分布和颜色均匀性可能不如天然钻石。
3.元素特征:CVD钻石中常常含有一些化学特征元素,如氮、硼等,这些元素的含量和分布在一定程度上可以帮助鉴别CVD钻石和天然钻石之间的差异。
4.器械特征:利用特定的测试仪器,如拉曼光谱仪、热导率仪等,可以通过测量CVD钻石样本的物理性质来进行鉴别。
例如,CVD钻石的热导率较低,而拉曼光谱中的特征峰也可能与天然钻石不同。
总之,CVD钻石合成的原理是利用化学反应在高温高压环境下将碳原子沉积在衬底上,通过控制参数和工艺来实现钻石晶体的生长。
识别CVD 钻石的特征主要包括物理特征、光学特征、元素特征和器械特征等。
这些特征可以用于鉴别CVD钻石和天然钻石之间的差异,确保消费者能够选择到真正的钻石产品。
sic碳化硅单晶的生长原理

SIC碳化硅单晶的生长原理引言碳化硅(SiC)是一种重要的半导体材料,具有优异的物理和化学性质。
它在高温、高电压和高频率等条件下表现出良好的性能,因此被广泛应用于功率电子器件、射频器件、光电器件等领域。
SIC碳化硅单晶是制备这些器件的基础材料之一。
本文将详细解释SIC碳化硅单晶的生长原理,包括基本原理、生长方法和生长过程控制。
基本原理SIC碳化硅单晶的生长基于石墨化学气相沉积(CVD)方法。
在CVD过程中,使用含有Si和C原子的气体在高温下反应生成SIC单晶。
基本的生长反应方程如下所示:SiH4(g) + CH4(g) → SiC(s) + 2H2(g)在这个反应中,SiH4是硅源,CH4是碳源,SiC是沉积在衬底上的SIC碳化硅单晶,H2是副产物。
生长方法SIC碳化硅单晶的生长方法主要有两种:物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。
物理气相沉积(PVD)物理气相沉积是通过在真空环境中加热SIC源材料,使其蒸发并沉积在衬底上。
这种方法的优点是生长速度快、晶体质量高,但需要高真空设备。
化学气相沉积(CVD)化学气相沉积是通过在高温下使含有Si和C原子的气体反应生成SIC单晶。
CVD方法可以分为低压CVD(LPCVD)和化学汽相沉积(VPE)两种。
•低压CVD:在低压条件下,将硅源和碳源气体引入反应室,通过热解反应生成SIC单晶。
这种方法的优点是生长速度较快、晶体质量高,但需要高真空设备。
•化学汽相沉积:在大气压下,将硅源和碳源气体引入反应室,通过热解反应生成SIC单晶。
这种方法的优点是设备简单、制备成本低,但生长速度较慢、晶体质量较差。
生长过程控制SIC碳化硅单晶的生长过程需要控制多个参数,包括温度、气体流量、压力等。
温度控制温度是影响SIC碳化硅单晶生长速度和质量的重要参数。
一般来说,较高的温度有利于生长速度的提高,但过高的温度会导致晶体质量下降。
因此,需要根据具体的生长需求选择合适的温度。
cvd工作原理

cvd工作原理CVD工作原理CVD(化学气相沉积)是一种常用的材料制备技术,广泛应用于半导体、电子、光学和材料科学等领域。
CVD工作原理是通过在高温下将气体反应物转变为固态材料,使其在衬底表面沉积形成薄膜或涂层。
CVD技术的基本过程包括四个步骤:气体混合、气体输送、化学反应和沉积。
首先,将所需的反应气体通过气体混合系统进行配比和混合。
然后,混合气体被输送到反应室中,通过加热使其达到所需的反应温度。
在反应室中,反应气体与衬底表面发生化学反应,生成固态产物。
最后,固态产物在衬底表面沉积形成薄膜或涂层。
CVD的工作原理可以用以下几个方面来解释。
温度是CVD过程中至关重要的因素。
高温有助于增强反应速率,提高反应的选择性和产物的质量。
通过控制反应温度,可以调节沉积速率、晶体结构和化学成分。
反应气体的选择和配比也对CVD过程起着重要作用。
反应气体的选择决定了最终产物的组成和性质。
而气体配比则会影响反应速率和产物的均匀性。
不同的材料需要不同的反应气体组合,以实现所需的沉积效果。
反应动力学也是CVD工作原理的关键因素。
反应动力学研究了反应速率与反应物浓度、温度和压力等因素之间的关系。
通过了解反应动力学,可以优化反应条件,提高CVD过程的效率和产物质量。
在CVD过程中,还有一些其他因素需要考虑,如反应室的设计和材料选择、气体输送的控制、反应气体的净化和处理等。
这些因素的合理选择和控制,对于实现高质量的薄膜或涂层具有重要意义。
CVD工作原理是通过在高温下将气体反应物转变为固态材料的过程。
该过程涉及温度控制、反应气体选择和配比、反应动力学等多个方面的因素。
通过合理选择和控制这些因素,可以实现高质量的材料沉积,满足不同领域的应用需求。
CVD技术的不断发展和创新将为材料科学和工程领域带来更多的机会和挑战。
外延生长的基本原理

外延生长的基本原理一、引言外延生长是一种重要的制备薄膜和纳米结构的方法,它在微电子学、光电子学、能源材料等领域得到广泛应用。
本文将介绍外延生长的基本原理。
二、外延生长的定义外延生长是指在晶体表面上沉积一个与衬底同晶向的单晶薄膜或纳米结构。
这个过程可以通过化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)等方法实现。
三、衬底选择衬底是外延生长中非常重要的因素,因为它决定了沉积物的结构和性质。
通常选择衬底与待沉积物具有相同或相似的晶格常数和热膨胀系数,以便保证外延层与衬底之间具有良好的匹配度。
同时,衬底表面应该光滑平整,以便于沉积物在其上均匀生长。
四、晶体表面准备在进行外延生长前,需要对晶体表面进行处理,以去除表面杂质和缺陷,并提高其结晶质量。
这个过程称为表面准备。
表面准备的方法包括机械抛光、化学腐蚀、离子注入等。
五、生长过程在外延生长的过程中,先将衬底放置于反应室中,然后向反应室中送入所需气体,通过加热或辅助电场等手段使气体分解并在衬底表面上沉积出晶体。
沉积物的厚度和形貌可以通过控制反应条件(例如温度、压力、气体流量等)来调节。
六、外延生长的基本原理外延生长的基本原理是晶体生长原理。
当气相中存在足够多的原子或分子时,它们会在晶体表面吸附并形成临界核心。
随着吸附原子或分子数量的增加,临界核心逐渐扩大并形成一个新的晶体层。
这个过程可以持续进行直到达到所需厚度。
七、结论综上所述,外延生长是一种重要的制备薄膜和纳米结构的方法,其基本原理是晶体生长原理。
在进行外延生长前需要选择合适的衬底和进行表面处理。
通过控制反应条件可以调节沉积物的厚度和形貌。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
缺点
沉积的反应源和反应后的气体易燃、易爆或有毒,参 与需环保措施,有时还有防腐蚀要求; 反应温度还是太高,尽管低于物质的熔点;工件温度 高于PVD技术,应用中受到一定限制; 对基片进行局部表面镀膜时很困难,不如PVD方便。
CVD气体流动
CVD反应物质源
1)气态物质源:在室温下呈气态的物
由于低压,LPCVD中的边界层距离硅片表面更远,边界 层分子密度低,使得反应气体很容易通过边界层,使硅片 表面接触足够的反应气体分子:反应速度限制工艺。
低压化学气相沉积(LPCVD)
低压化学气相沉积(LPCVD)
LPCVD原理 早期CVD 技术以开管系统为主, 即Atmosphere Pressure CVD (APCVD)。 近年来,CVD技术令人注目的新发展是低压CVD技术, 即Low Pressure CVD(LPCVD)。 LPCVD原理与APCVD基本相同,主要差别是: 低压下气体扩散系数增大,使气态反应物和副产物的 质量传输速率加快,形成薄膜的反应速率增加。
CVD传输和反应步骤
CVD反应控制要点
温度与反应速率的限制:温度升高,表面反 应速度增加,过程速率最慢环节决定整个淀 积过程的速度。 常压下,CVD速率不会超过主气体流质量传
输速率-质量传输限制淀积工艺。
低压下,表面反应速度较低,淀积速度受表
面反应速度限制-反应速度限制CVD工艺
CVD的化学反应的特点
CVD涂层质量影响因素
2)沉积室压力:沉积室压力与化学反应过程 密切相关。压力会影响沉积室内热量、质量 及动量传输,因此影响沉积速率、涂层质量 和涂层厚度的均匀性。在常压水平反应室内, 气体流动状态可以认为是层流;而在负压立 式反应室内,由于气体扩散增强,反应生成 物废气能尽快排出,可获得组织致密、质量 好的涂层,更适合大批量生产。
低压化学气相沉积(LPCVD)
LPCVD在微电子学中的应用
广泛用于沉积掺杂或不掺杂的氧化硅、 氮化硅、多晶硅、硅化物等薄膜,以及钨、 钼、钽、钛等难熔金属薄膜。
等离子增强化学气相沉积(PECVD)
☞等离子化学气相沉积 在普通CVD技术中,产生沉积反应所需要的能量是 各种方式加热衬底和反应气体,因此,薄膜沉积温度一 般较高。 如果能在反应室内形成低温等离子体(如辉光放 电),则可以利用在等离子状态下粒子具有的较高能量, 使沉积温度降低。
CVD的化学反应的特点
优点
即可制作金属薄膜,又可制作多组分合金薄膜; 成膜速率高于LPE液相外延和MBE分子束外延; CVD反应可在常压或低真空进行,绕射性能好; 薄膜纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好; 薄膜生长温度低于材料的熔点; 薄膜表面平滑; 辐射损伤小。
CVD的化学反应的特点
低压化学气相沉积(LPCVD)
LPCVD原理
低压化学气相沉积(LPCVD)
LPCVD优点
(1)低气压下气态分子的平均自由程增大,反应装 置内可以快速达到浓度均一,消除了由气相浓度梯度 带来的薄膜不均匀性。 (2)薄膜质量高:薄膜台阶覆盖良好;结构完整性 好;针孔较少。 (3)沉积过程主要由表面反应速率控制,对温度变化 极为敏感, 所以,LPCVD技术主要控制温度变量。 LPCVD工艺重复性优于APCVD。 (4)卧式LPCVD装片密度高,生产成本低。
CVD 原理
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)是一种薄膜化学制备技术,与物理气 相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD) 相对应。在半导体、氧化物、氮化物、碳化物 等薄膜制备中得到了广泛应用。 CVD是把含有构成薄膜元素的化合物和反应 所必需的单质气体(如沉积Si膜,化合物SiH4, 单质气体H2;如沉积C膜,化合物CH4、单质 气体H2)供给至基片,借助外界供给的能量 在基片表面发生化学反应和相变生成要求的薄 膜。
1)沉积温度:是影响涂层质量的重要因素, 而每种涂层材料都有自己最佳的沉积温度范 围。一般来说,温度越高,CVD化学反应速 度加快,气体分子或原子在基体表面吸附和 扩散作用加强,故沉积速率也越快,此时涂 层致密性好,结晶完美。但过高的沉积温度, 也会造成晶粒粗大的现象。当然沉积温度过 低,会使反应不完全,产生不稳定结构和中 间产物,涂层和基体结合强度大幅度下降。
等离子增强化学气相沉积(PECVD)
☞等离子化学气相沉积 PECVD的优点:
低温成膜(300-350℃),对基片影响小,避免了高 温带来的膜层晶粒粗大及膜层和基片间形成脆性相;
低压下形成薄膜,膜厚及成分较均匀、针孔少、膜层 致密、内应力小,不易产生裂纹; 扩大了CVD应用范围,特别是在不同基片上制备金属 薄膜、非晶态无机薄膜、有机聚合物薄膜等; 薄膜的附着力大于普通CVD。
CVD发展历史
1949年采用CVD技术成功沉积出TiC硬质涂层。 1962年开始TiC涂层硬质刀片的研究,于1967年获得成功。 1968年在市场上有TiC涂层硬质合金刀片产品出售。不久又 研制成了TiN、 TiC- TiN涂层硬质合金刀片。 1973年出现了第二代TiC-Al2O3多种复合涂层硬质合金刀片。 1980年出现了第三代TiC-Al2O3- TiN多种复合涂层硬质合金 刀片。 20世纪末期,采用高温CVD(HT-CVD)和中温CVD(MTCVD)相结合的新工艺,开发出了TiC-MT-TiCN-Al2O3- TiN 高性能涂层材料。加上金刚石和类金刚石、CBN、C3N4等超 硬涂层材料的研究成功,使涂层刀具、模具及其他涂层制品 性能更加优越。所以硬质涂层材料的发展和应用,被称为材 料科学领域中的一场新的革命。
CVD反应过程
CVD反应是在基体表面或气相中产生的组合 反应,是一种不均匀系反应。有如下几步: 1)反应气体(原料气体)到达基体表面 2)反应气体分子被基体表面吸附 3)在基体表面上产生化学反应,形成晶核 4)固体生成物在基体表面解吸和扩散,气态 生成物从基体表面脱离移开 5)连续供给反应气体,涂层材料不断生长
等离子增强化学气相沉积(PECVD)
☞等离子化学气相沉积
等离子增强化学气相沉积(PECVD)
☞等离子化学气相沉积
等离子增强化学气相沉积(PECVD)
☞等离子化学气相沉积 等离子体在CVD中的作用: 将反应物气体分子激活成活性离子,降低反应温度;
加速反应物在表面的扩散作用,提高成膜速率;
对基片和薄膜具有溅射清洗作用,溅射掉结合不牢的粒 子,提高了薄膜和基片的附着力; 由于原子、分子、离子和电子相互碰撞,使形成薄膜的 厚度均匀。
质,如H2、N2、CH4、Ar等,只用流量 计就能控制反应气体流量,而不需要控 制温度。这就使涂层设备系统大为简化, 对获得高质量涂层成分和组织十分有利。
CVD反应物质源
2)液态物质源:在室温下呈液态的反应物质,如TiCl4、 CH3CN 、SiCl4、VCl4等,控制液态物质源进入沉积室的量, 一般采用控制载气和加热温度,当载气(如H2、Ar等)通过 被加热的物质源时,就会携带一定数量这种物质的饱和蒸气。 载气携带物质量,可由该液体在不同温度下的饱和蒸气压数 据或蒸气压随温度变化的曲线,定量地估算出单位时间内进 入反应室的蒸气量n,其单位为:mol/min N=10^2*RTF/RT 式中 RT----液体饱和蒸气压(以atm表示) F-----载气流量(L/min) T----势力学温度(K) R-----摩尔气体常数
CVD涂层质量影响因素
3)反应气体分压:是决定涂层质量的重要因 素之一,它直接影响涂层成核、生长、沉积 速率、组织结构和成分。对于沉积碳化物、 氮化物涂层,通入金属卤化物的量(如 TiCl4),应适当高于化学当量计算值,这对 获得高质量涂层是很重要的。
CVD方法分类
不同的CVD工艺具有不同的反应腔设计, CVD反应依据 反应腔中的压力可分为常压CVD(APCVD)和减压CVD, 其中减压CVD又分为低压CVD(LPCVD)、等离子增强减 压CVD(PECVD)及高密度等离子增强CVD。 各类CVD反应的区别主要在于环境压力的高低和输入能 量方式的不同。
这种等离子体参与的化学气相沉积称为等离子化 学气相沉积。用来制备化合物薄膜、非晶薄膜、外 延薄膜、超导薄膜等,特别是IC技术中的表面钝化 和多层布线。
等离子增强化学气相沉积(PECVD)
☞等离子化学气相沉积 Plasma CVD Plasma Associated CVD Plasma Enhanced CVD 这里称PECVD PECVD是指利用辉光放电的物理作用来激活化学 气相沉积反应的CVD技术。广泛应用于微电子学、 光电子学、太阳能利用等领域,
CVD化学反应
CVD是通过一个或多个化学反应得以实现的, 涉及到反应化学、热力学、动力学、输运现象、 CVD及薄膜的生长等。其反应方式有很多种, 见下页表。
CVD反应条件
必须满足进行化学反应的热力学和动力学条件,又要符合 CVD技术本身的特定要求。 1)必须达到足够的沉积温度,各种涂层材料的沉积温度,可 以通过热力学计算而得到。 2)在沉积温度下,参加反应的各种物质必须有足够的蒸气压。 3)参加反应的各种物质必须是气态(也可由液态蒸发或者固 态升华成气态),而反应的生成物除了所需的硬质涂层材料 为固态外,其余也必须为气态。在沉积温度下,沉积物质和 若何材料本身的蒸气压要足够低,这样才能保证在整个反应 过程中,反应生成的固态沉积物很好的和基体表面相结合。
常压化学气相沉积(APCVD)
APCVD属于质量传输限制CVD工艺的一种,必须保证反应 气体能等量到达每片硅片。
低压化学气相沉积(LPCVD)
LPCVD属于反应速度限制CVD工艺的一种,在减压的条 件下,增加反应气体扩散以获得更高的气体质量传输不再 影响CVD反应速度,严格控制温度可在大量硅片表面淀积 形成均匀的膜。