化学气相沉积技术.pptx
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1、目录v化学气相沉积技术的基本概念化学气相沉积技术的基本概念 .化学气相沉积技术的定义 .化学气相沉积技术的分类 .化学气相沉积技术的发展历程 .化学气相沉积技术的基本原理v化学气相沉积技术的基本理论化学气相沉积技术的基本理论 .CVD技术 .CVD制备材料的生长机制 .化学气相沉积的反应过程vCVDCVD技术在实验室的应用技术在实验室的应用 化学气相沉积技术的基本概念化学气相沉积技术的基本概念 化学气相沉积技术(CVD)是一种材料表面改性技术。是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、单质气体供给基体,借助气相作用或在基体表面上的化学反应在基体上制得金属或化合物薄膜的方法。它可以利用气相间的反应
2、,在不改变基体材料成分和不消弱基体材料强度的条件下,赋予材料表面一些特殊的性能。从气相中析出的固体的形态主要有下列几种:.在固体表面上生成薄膜、晶须和晶粒 .在气体中生成粒子化学气相沉积技术的定义:CVD技技术术低低压压CVD(LPCVD)常常压压CVD(APCVD)亚亚常常压压CVD(SACVD)超高真空超高真空CVD(UHCVD)等离子体增等离子体增强强CVD(PECVD)高密度等离子体高密度等离子体CVD(HDPCVD快快热热CVD(RTCVD)金属有机物金属有机物CVD(MOCVD化学气相沉积技术的分类化学气相沉积技术的发展历程古人古人类类在取暖在取暖或或烧烧烤烤时时在岩在岩洞壁或岩石
3、上洞壁或岩石上的黑色碳的黑色碳层层80年代低年代低压压CVD成膜技成膜技术术成成为为研究研究热热潮潮近年来近年来PECVD、LPCVD等高等高速速发发展展2020世纪世纪60-7060-70年年代用于集成电代用于集成电路路2020世纪世纪5050年代年代主要用于道具主要用于道具涂层涂层 三个步骤三个步骤1.1.产生挥发产生挥发性物质性物质2.将挥发性物质将挥发性物质运到沉积区运到沉积区3.挥发性物质挥发性物质在基体上发生在基体上发生 化学反应化学反应原理:原理:CVD是利用气态物质在固体表面进 行化学反应,生成固态沉积物的过程。CVD是建立在化学反应基础上的,要制备特定性能材料首先要选定一个合
4、理的沉积反应。用于CVD技术的通常有如下所述六种反应类型。热分解反分解反应氧氧化化还原反原反应化化学学合成反合成反应化化学学输运运反反应等离子增强反等离子增强反应其他能源增强增强反其他能源增强增强反应 化学气相沉积技术的基本理论.CVDCVD技术技术 CVD 技术分为开管气流法和封管气流法两种基本类型。图1 开管系统和闭管系统的反应室示意图 以砷化镓的外延生长为例,说明开管法的工作流程,该例子涉及的化学反应:开管气流法开管气流法 特点是反应气体混合物能够连续补充,同时废弃的反应产物不断排出沉积室。其主要由双温区开启式电阻炉及控温设备、反应管、载气净化及载带导入系统三大部分构成。同时,反应器的类
5、型多种多样,按照不同划分标准可以有不同的类型:.开管法的反应器分为三种,分别为立式、水平式、圆盘式和圆筒式.由反应过程的要求不同,反应器可分为单温区、双温区和 多温区.由上述分析,可以归纳出开管法的优点:.式样容易放进和取出.同一装置可以反复多次使用.沉积条件易于控制,结果易于重现封管气流法封管气流法 以ZnSe为例进行说明该方法,其中涉及到的反应过程 这种反应系统是把一定量的反应物和适当的基体分别放在反应器的两端,管内抽真空后充入一定量的输运气体,然后密封,再将反应器置于双温区内,使反应管内形成一温度梯度。由上述分析,可以归纳出封管法的优点:.可降低来自外界的污染.不必连续抽气即可保持真空.
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