文档介绍：:指在充气环境下,通过加热基片的方式 直接获得氧化物、氮化物或碳化物薄膜 的方法。特点:非常用技术 主要用于生长金属或半导体的氧化物薄膜设备:通常在传统的氧化炉中进行。主要应用:制备SiO2薄膜(用于Si器件制备)有用的薄膜性质:生长与沉积的区别:(CVD,ChemicalVaporDeposition)概念:气态反应物在一定条件下,通过化学反应,将反应形成的固相产物沉积于基片表面, 形成固态薄膜的方法。基本特征:由反应气体通过化学反应沉积实现薄膜制备!设备的基本构成:气体输运气相反应去除副产品 (薄膜沉积)(CVD,ChemicalVaporDeposition)化学反应的主控参数:主要应用场合:主要优势:1)能形成多种金属、非金属和化合物薄膜; 2)组分易于控制,易获得理想化学计量比,薄膜纯度高; 3)成膜速度快、工效高(沉积速率>>PVD、单炉处理批量大); 4)沉积温度高、薄膜致密、结晶完整、表面平滑、内部残余应力低; 5)沉积绕射性好,可在复杂不规则表面(深孔、大台阶)沉积;主要缺点:1)沉积温度高,热影响显著,有时甚至具有破坏性; 2)存在基片-气氛、设备-气氛间反应,影响基片及设备性能及寿命; 3)设备复杂,工艺控制难度较大。(CVD)、热解反应:薄膜由气体反应物的热分解产物沉积而成。1)反应气体:氢化物、羰基化合物、有机金属化合物等。2)典型反应:■硅烷沉积多晶Si和非晶Si薄膜:SiH4(g)Si(s)+2H2(g)650~1100℃■羰基金属化合物低温沉积稀有金属薄膜:Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)140~240℃Pt(CO)2Cl2(g)Pt(s)+2CO(g)+Cl2(g)600℃■有机金属化合物沉积高熔点陶瓷薄膜:2Al(OC3H7)3(g)Al2O3(s)+6C3H6(g)+3H2O(g)420℃ 异丙醇铝Tm≈2050℃丙烯■单氨络合物制备氮化物薄膜:AlCl3·NH3(g)AlN(s)+3HCl(g)800-1000℃(CVD)、还原反应:薄膜由气体反应物的还原反应产物沉积而成。1)反应气体:热稳定性较好的卤化物、羟基化合物、卤氧化物等+还原性气体。2)典型反应:■H2还原SiCl4外延制备单晶Si薄膜:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)1200℃■六***化物低温制备难熔金属W、Mo薄膜:WF6(g)+3H2(g)W(s)+6HF(g)300℃Tm≈3380℃(CVD)、氧化反应:薄膜由气体氧化反应产物沉积而成。1)反应气体:氧化性气氛(如:O2)+其它化合物气体。2)典型反应:■制备SiO2薄膜的两种方法:SiH4(g)+O2(g)SiO2(s)+2H2(g)450℃SiCl4(g)+2H2(g)+O2(g)SiO2(s)+4HCl(g)1500℃(CVD)、置换反应:薄膜由置换反应生成的碳化物、氮化物、硼化物沉积而成。1)反应气体:卤化物+碳、氮、硼的氢化物气体。2)典型反应:■硅烷、甲烷置换反应制备碳化硅薄膜:SiCl4(g)+CH4(g)SiC(s)+4HCl(g)1400℃■二***硅烷与氨气反应沉积氮化硅薄膜:3SiCl2H2(g)+4NH3(g)Si3N4(s)+6H2(g)+6HCl(g)750℃■四***化钛、甲烷置换反应制备碳化钛薄膜:TiCl4(g)+CH4(g)TiC(s)+4HCl(g)(CVD)、歧化反应:对具有多种气态化合物的气体,可在一定条件下促使一种化合物转变为 另一种更稳定的化合物,同时形成薄膜。1)反应气体:可发生歧化分解反应的化合物气体。2)典型反应:■二碘化锗(GeI2)歧化分解沉积纯Ge薄膜:2GeI2(g)Ge(s)+GeI4(g)300~600℃(CVD)、输运反应:把需要沉积的物质当作源物质(不具挥发性), 借助于适当的气体介质与之反应而形成一种气态化合物, 这种气态化合物再被输运到与源区温度不同的沉积区, 并在基片上发生逆向反应,从而获得高纯源物质薄膜的沉积。1)反应气体:固态源物质+卤族气体。2)典型反