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1、化学气相沉化学气相沉化学气相沉化学气相沉积积技技技技术术1目目目目录录CVD概述CVD法的主要特点CVD法制备薄膜的过程常见的CVD反应方式CVD反应物质源CVD装置的组成CVD装置的选择影响CVD沉积层质量的因素CVD的种类CVD的应用2CVD(CVD(化学气相沉化学气相沉化学气相沉化学气相沉积积法法法法): ):化学气相沉化学气相沉化学气相沉化学气相沉积积是在一定的真空度和温度下，将几种含有构成沉是在一定的真空度和温度下，将几种含有构成沉是在一定的真空度和温度下，将几种含有构成沉是在一定的真空度和温度下，将几种含有构成沉积积膜膜膜膜层层的材料元素的的材料元素的的材料元素的的材料元素的单质单
2、质或化合物反或化合物反或化合物反或化合物反应应源的气体，通源的气体，通源的气体，通源的气体，通过过化学反化学反化学反化学反应应而生成固而生成固而生成固而生成固态态物物物物质质并沉并沉并沉并沉积积在基材上的成膜方法。在基材上的成膜方法。在基材上的成膜方法。在基材上的成膜方法。CVD概述3CVDCVD法的主要特点法的主要特点法的主要特点法的主要特点l与电镀相比，可以制成金属及非金属的各种各样材料的薄膜l可以制成预定的多种成分的合金膜l可以制成超硬，耐磨损，耐腐蚀的优质薄膜l速度快l附着性好l在高温下沉积膜可以得到致密性和延展性方面优良的沉积膜l射线损伤低l装置简单，生产率高l容易防止污染环境4CV
3、DCVD法制法制法制法制备备薄膜的薄膜的薄膜的薄膜的过过程程程程1.反应气体的热解2.反应气体向表面基材扩散3.反应气体吸附于基材的表面4.在基材表面上发生化学反应5.在基材表面上产生的气体副产物脱离表面而扩散掉或被真空泵抽掉，在基材表面沉积出固体反应产物薄膜5常常常常见见的的的的CVDCVD反反反反应应方式方式方式方式热分解反应金属还原反应化学输送反应氧化或加水分解反应等离子体激发反应等反应金属有机物化学气相沉积6CVDCVD反反反反应应物物物物质质源源源源+7CVDCVD制制制制备备薄膜薄膜薄膜薄膜时时基材的温度区域基材的温度区域基材的温度区域基材的温度区域CVD方法制备薄膜时基材的3个温
4、度区域生长温度区/反应系薄膜应用实例低温生长室温200紫外线激发CVD、臭氧氧化法钝化膜约400等离子体激发CVD约500中温生长约800钝化膜电极材料多晶硅高温生长约1200外延生长8CVDCVD装置的装置的装置的装置的组组成成成成9CVDCVD装置的装置的装置的装置的选择选择主要考虑的因素有：反应室的形状和结构（主要是为了制备均匀薄膜）一般采用水平型、垂直型和圆筒型。加热方法和加热温度加热方式有：电加热、高频诱导加热、红外辐射加热、激光加热等。气体供应方式基材材质和形状气密性和真空度原料气体种类和产量10影响影响影响影响CVDCVD沉沉沉沉积层质积层质量的因素量的因素量的因素量的因素1.沉
5、积温度一般来说，温度越高，CVD化学反应速率越快，气体分子或原子在基材表面吸附和扩散作用越强，沉积速率也越快，此沉积层致密型好，结晶完美，但过高的沉积温度也会造成晶粒粗大的现象。2.反应气体分压反应气体配比直接影响沉积层形核、生长、沉积速率、组织结构和成分等。3.沉积室压力沉积室的压力会影响沉积室内热量、质量及动量的传输，从而影响沉积速率沉积层质量和沉积层厚度的均匀性。11CVDCVD的种的种的种的种类类等离子化学沉等离子化学沉积(PCVD)CVD金属有机化学沉金属有机化学沉积（MOCVD）可以在较低温度下反应生成无定形薄膜i，典型的基材温度是300适用范围广，几乎可以生长所有化合物及合金半导
6、体；可以生长超薄外延层，获得很陡的界面过渡，生长各种异质结构：外延层均匀性好，基材温度低，生长易于控制，适宜 于大规模生产。12CVDCVD的的的的应应用用用用+13CVDCVD的的的的发发展展展展随着CVD和PVD技术的迅速发展，目前把两者技术结合而发展了一种新的气相沉积技术等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD)。特点：具有沉积温度低（小于600）、应用范围广、设备简单、基材变形小、挠度性能好、沉积层均匀、可以渗透等特点。既克服了CVD技术沉积温度高、对基材材料要求严的缺点，又避免PVD技术附着力较差、设备复杂等不利条件，是一种具有很大发展前景和实际应用价值的新型高效气相沉积技术。1415
