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1、 化学气相沉积(CVDChemicalvapordeposition)概念:气态反应物在一定条件下,通过北学反应,将反应形成的固朋产物诒积于基片表面形成国态薄膜的方法。基本特征;由反应气体通过化学反应沉积实现薯腺列备!设备的基本构成:气体输运丿气相反应一去院副产咤(薄膜诒积)l!反应气体气目31|人弛口暗5“11an邝-辐一1一|;、:应气:Ei处理命iiiiii气体楠通1气相反应如院剧产品1iChemicalvapordeposition,CVD主要优势:1)能形皮多种金居、非金尿和化台物薛隆;2)组分易于挚剑,易荻得理想化学汁量比,薛膜线庭考;3)成腹途康快、工效高(诉积速率PVD、单炉处
2、理投量大;少诉积温度口、薄腹致宿、铨品完整、表面平帷、内部死余应力低5)论积经射性好,可在复条不规则表面深孔、大付防)论积;主要罂点;1)识积温度高,粥影响显著,有时丘至晋有础环恒;2)存在基片-气氧、设备-气氖闻反应,影响基片及设备忠能及寿命;3)设备复杂,工艺控制难度较大化学反应的主控参数壬气体参数二浇最、组分、分压。设备参数:真宇宗构型、基片放置及固转方式。f,|牺能嘉件腹层;太阳能电治非哀Si膛,成本.半导体工业壬半导体、分电腺层I-V族、I-V洪等十导体蒙腾肉硬耐廉膜民TIC、TN+、SiC表面处理技术壬装饰膜层r为要应用场合:Chemicalvapordeposition,CVDC
3、VD的主要化学反应类型还原氧化置捣戛化输运应反应反应应反应一、热解反应;蒙膜由气体反应物的热分解产物沈积而皮。1反应气体:氡化物、粮基化司物、有权金属化司物等。2)奥型反应:国砝烽论积多哈5泰(非品Si濂膜:SiEa)3Si(s)+2Hp(9“650-1100C画羧基金尽化古物低温沉积积有金展薄膜:Ni(COJ4(9外Ni(s)+4CO(9140-240CPKCOhCb国丿Pt(9+2C0伯+b国600C留有机金属化合物论积高熔点阉瓷薛膜:2AOCSEj(a)力AbO(9+6CHal&+3HuO(9420C异网酮铁Te2050C万押国单颈络吉物列备氨化物薛膜:AICbNH(9丿AING)+3H
4、CL(9800-1000CChemicalvapordeposition,CVDCVD的主要化学反应类型热解氢化置捣峰化输运反应反应反应应反应二、远原反应;蒙膜由气体反庆物的还原反应产物沈积而皮。1)反应气体:热磁定性较好的卤化物、羚基化司物、卤氧代物等+还原性气体。2)奥型反应:国珑还原SiCk外延制备单易$濑膦:Sicu+2E(Si()+4HCL(91200C国六粮化物低温制备难烽金属W、Me薄膜:WEs(a)+3巫园丿W(+6HF(9300CTes3s80CChemicalvapordeposition,CVDCVD的主要化学反应类型热解还原置捣峻化输运反应反应反应应反应三、复化反应:薄
5、腺由气体氯任反应产物沈积而史。1)反应气体:氧伦性气氛(如:0:)+其它伦司物气体。2)奥型反应:国刻备SiD薛膜的两种方法:SiHy(+0(8力Si0(9+2印450CSick+2印伯+0(9方Si0G+4HCL(91500CChemicalvapordeposition,CVDCVD的主要化学反应类型热参还原氢化戛化输运广广反应反应应四、置挨反应;薄腹由置换反应生成的碳伦物、氨代物、碍化物沈积而史。1反应气体:卤化物+碳、氮、碍的氡化物气体。2)奥型反应:国砥烽、甲烷置换反应列备磁化硅薄膦:SiCkta+CH4(83SiC()+4HClG)1400C国二氯砾焕与颖气反应论积氨化砥薛腹3Si
6、cbpg+4NHStNtG)+6Eb+6HClG)750KC国四氯化欲、甲烷置换反应列备碧化欲薛腺:Ticu+CHG93Tic(g+4HClgChemicalvapordeposition,CVDCVD的主要化学反应类型热解还原氧化置摄输运反应广反应反应反应五、姚化反应;对具有多种气态伟合物的气体,可在一定条件下阮催一种余合物转变为男一种更穗定的化合物,同财形史薛腹1反应气体:可发生歧化分解反应的伦合物气体。2)奥型反应:画二硬化锻Gep武化分解论积纲G溪腺2Geb(方Ge()+Geu(g300-600“CChemicalvapordeposition,CVDCVD的主要化学反应类型热解还原氢
7、化置捣戛化反应应反应反应应六、输运反应;招需婉诉积的物质当作源物质(不具拂发性),借助于适当的气余介质与之反应而形成一种气态化司物这种气态化合物再被输讳到与源区温庭不同的沉积区,并在基片上发生逆名反应,从而获得高纯源物质薛隋的沙积。1)反应气体:国态深物质+卤族气体。2)奥型反应:国镁(Ge)与碑(的输运反庆论积高纲Gs溪腺(华似于Ti的碌化精炳过程:里+2D)一怡2TG)一TChemicalvapordeposition,CVDCVD化学反应和沉积原理TKC颜颜&民ETidlC+HfCH:Q国付+HC+Ho+Tich2ICTi+cla刑洁区|投歇尿注意:一、反应过程ARCAGh+CH-mCf
8、)MHCIJ为休说日国各种气体反应物流劲进入扩散层国第山步(甲焊分解):CHC+H国第回步(Ti的还原):Ha+TiCu力Ti+HCI国第回步(渡离Ti、C原子化合形皮TIC):T+C一TiC二、CVD形成薄膜的一舫过程:工反应气体向基片表面扩散;2反应物气体炎附到堆片;3反应物发生反应;4反应产物表面析出、扩航、分高;引反应产物向国相中扩散,形皮国温体、付台物。工反应应在扩散层内进行,否则会生史气椿均质恽,国相产物会以秋未形态析山;2提商渊庞椎度和泌庞梯度,可以禅高新相的形核舷力;3)随析出温度提商,析出国相的形态一艄接照下国所示序列变仪单蓝|果忙|针状(hE)|单品|单咤莲粑未树组品|枪狄虫|微哉|非昼|c林形裆)7一E
