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二、化学气相沉积的特点三、CVD方法简介一、化学气相沉积的基本原理化学气相沉积工艺(CVD)一、化学气相沉积的基本原理☞化学气相沉积的基本原理化学气相沉积的定义化学气相沉积是利用气态物质通过化学反应在基片表面形成固态薄膜的一种成膜技术。化学气相沉积（CVD）——ChemicalVaporDepositionCVD反应是指反应物为气体而生成物之一为固体的化学反应。CVD完全不同于物理气相沉积（PVD）☞化学气相沉积的基本原理CVDCVD法实际上很早就有应用，用于材料精制、装饰涂层、耐氧化涂层、耐腐蚀涂层等。在电子学方面PVD法用于制作半导体电极等。CVD法一开始用于硅、锗精制上，随后用于适合外延生长法制作的材料上。表面保护膜一开始只限于氧化膜、氮化膜等，之后添加了由Ⅲ、Ⅴ族元素构成的新的氧化膜，最近还开发了金属膜、硅化物膜等。以上这些薄膜的CVD制备法为人们所注意。CVD法制备的多晶硅膜在器件上得到广泛应用，这是CVD法最有效的应用场所。一、化学气相沉积的基本原理☞化学气相沉积的基本原理CVD法制备薄膜过程描述（1）反应气体向基片表面扩散；（2）反应气体吸附于基片表面；（3）在基片表面发生化学反应；（4）在基片表面产生的气相副产物脱离表面，向空间扩散或被抽气系统抽走；（5）基片表面留下不挥发的固相反应产物——薄膜。CVD基本原理包括：反应化学、热力学、动力学、输运过程、薄膜成核与生长、反应器工程等学科领域。一、化学气相沉积的基本原理☞化学气相沉积的基本原理最常见的几种CVD反应类型有：热分解反应、化学合成反应、化学输运反应等，分别介绍如下：一、化学气相沉积的基本原理☞化学气相沉积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和MBE；（几微米至几百微米？）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。二、化学气相沉积的特点☞化学气相沉积的特点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。二、化学气相沉积的特点☞化学气相沉积的特点CVD的分类及其在微电子技术中的应用二、化学气相沉积的特点☞CVD反应体系必须具备三个条件在沉积温度下，反应物具有足够的蒸气压，并能以适当的速度被引入反应室；反应产物除了形成固态薄膜物质外，都必须是挥发性的；沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压三、CVD方法简介☞开口体系CVD卧式包括：气体净化系统、气体测量和控制系统、反应器、尾气处理系统、抽气系统等。三、CVD方法简介☞开口体系CVD三、CVD方法简介☞开口体系CVD冷壁CVD：器壁和原料区都不加热，仅基片被加热，沉积区一般采用感应加热或光辐射加热。缺点是有较大温差，温度均匀性问题需特别设计来克服。适合反应物在室温下是气体或具有较高蒸气压的液体。热壁CVD：器壁和原料区都是加热的，反应器壁加热是为了防止反应物冷凝。管壁有反应物沉积，易剥落造成污染。卧式反应器特点：常压操作；装、卸料方便。但是薄膜的均匀性差。三、CVD方法简介☞开口体系CVD立式：三、CVD方法简介☞开口体系CVD三、CVD方法简介☞封闭式（闭管沉积系统）CVD三、CVD方法简介☞封闭式（闭管沉积系统）CVD三、CVD方法简介☞封闭式（闭管沉积系统）CVD闭管法的优点：污染的机会少，不必连续抽气保持反应器内的真空，可以沉积蒸气压高的物质。闭管法的缺点：材料生长速率慢，不适合大批量生长，一次性反应器，生长成本高；管内压力检测困难等。闭管法的关键环节：反应器材料选择、装料压力计算、温度选择和控制等。三、CVD方法简介