第五讲 薄膜材料制备的CVD方法 Preparation of thin films by CVD methods
第五讲 薄膜材料制备的CVD方法 Preparation of thin films by CVD methods
◆CVD过程中典型的化学反应 ◆CVD过程的热力学 ◆CVD过程的动力学 ◆CVD过程的数值模拟技术 ◆CVD薄膜沉积装置
提 要 ◆ CVD过程中典型的化学反应 ◆ CVD过程的热力学 ◆ CVD过程的动力学 ◆ CVD过程的数值模拟技术 ◆ CVD薄膜沉积装置
化学气相沉积 化学气相沉积( chemical vapor deposition,CVD)是经由气态的先驱物, 通过气相原子、分子间的化学反应,生 成薄膜的技术手段
化学气相沉积 化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）是经由气态的先驱物， 通过气相原子、分子间的化学反应，生 成薄膜的技术手段
化学气相沉积 与PVD时不同,CVD过程的气压一般较 因为较高的压力有助于提高薄膜的沉积 速率,此时 ◆气体的流动状态处于粘滞流状态 ◆气相分子的运动路径不再是直线 ◆气相分子在衬底上的沉积几率不再是100%, 而是取决于气压、温度、气体组成、气体激 发状态、薄膜表面状态等多个因素 ◆这也决定了CVD蕙膜可被均匀地涂覆在复杂 零件的表面,而较少受到阴影效应的影响
化学气相沉积 与PVD时不同，CVD过程的气压一般较 高， 因为较高的压力有助于提高薄膜的沉积 速率，此时 ◆ 气体的流动状态处于粘滞流状态 ◆ 气相分子的运动路径不再是直线 ◆ 气相分子在衬底上的沉积几率不再是100%， 而是取决于气压、温度、气体组成、气体激 发状态、薄膜表面状态等多个因素 ◆ 这也决定了CVD薄膜可被均匀地涂覆在复杂 零件的表面，而较少受到阴影效应的影响
化学气相沉积反应的类型 热解反应 如由SiH4热解沉积多晶Si和非晶Si的反应 SiH4 (g)=Si(s)+2H2(g) (650°C) 由羟基镍热解生成金属Ni薄膜的反应 Ni(CO)4(g)→Ni(s)+4C0(g)(1809C) 还原反应 如利用H2还原SiC14外延制备单晶硅薄膜的反应 SiC14(g)+2H2(g)→Si(s)+4HCl(g)(1200°C) 由六氟化物制备难熔金属W、M薄膜的反应 WF6(g)+3H2(g)→W(s)+6HF(g)(300°C)
化学气相沉积反应的类型 热解反应 如由SiH4热解沉积多晶Si和非晶Si的反应 SiH4(g)Si(s)+2H2(g) (650C) 由羟基镍热解生成金属Ni薄膜的反应 Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g) (180C) 还原反应 如利用H2还原SiCl4外延制备单晶硅薄膜的反应 SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) (1200C) 由六氟化物制备难熔金属W、Mo薄膜的反应 WF6(g)+3H2(g)W(s)+6HF(g) (300C)