CVD分类及简介-PECVD-MOCVD

《CVD分类及简介-PECVD-MOCVD》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CVDCVD(ChemicalVaporDeposition）原理CVD(ChemicalVaporDeposition,化学气相沉积），指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。经过CVD处理后，表面处理膜密着性约提高30%，防止高强力钢的弯曲，拉伸等成形时产生的刮痕。CVD特点淀积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良。CVD制备的必要条件1）在沉积温度下，反

2、应物具有足够的蒸气压，并能以适当的速度被引入反应室；2）反应产物除了形成固态薄膜物质外，都必须是挥发性的；3）沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压。编辑本段何为cvd？CVD是ChemicalVaporDeposition的简称，是指高温下的气相反应，例如，金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解，氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料的方法。这种技术最初是作为涂层的手段而开发的，但目前，不只应用于耐热物质的涂层，而且应用于高纯度金属的精制、粉末合成、半导体薄膜等，是一个颇具特征的

3、技术领域。其技术特征在于：⑴高熔点物质能够在低温下合成；⑵析出物质的形态在单晶、多晶、晶须、粉末、薄膜等多种；⑶不仅可以在基片上进行涂层，而且可以在粉体表面涂层，等。特别是在低温下可以合成高熔点物质，在节能方面做出了贡献，作为一种新技术是大有前途的。例如，在1000℃左右可以合成a-Al2O3、SiC，而且正向更低温度发展。CVD工艺大体分为二种：一种是使金属卤化物与含碳、氮、硼等的化合物进行气相反应；另一种是使加热基体表面的原料气体发生热分解。CVD的装置由气化部分、载气精练部分、反应部分和排除气体处理部分所构成。目前，正在

4、开发批量生产的新装置。CVD是在含有原料气体、通过反应产生的副生气体、载气等多成分系气相中进行的，因而，当被覆涂层时，在加热基体与流体的边界上形成扩散层，该层的存在，对于涂层的致密度有很大影响。图2所示是这种扩散层的示意图。这样，由许多化学分子形成的扩散层虽然存在，但其析出过程是复杂的。粉体合成时，核的生成与成长的控制是工艺的重点。作为新的CVD技术，有以下几种：⑴采用流动层的CVD；⑵流体床；⑶热解射流；⑷等离子体CVD；⑸真空CVD，等。应用流动层的CVD如图3所示，可以形成被覆粒子（例如，在UO2表面被覆SiC、C），应

5、用等离子体的CVD同样也有可能在低温下析出，而且这种可能性正在进一步扩大。PECVDPECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)--等离子体增强化学气相沉积法PECVD：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD).实验机理：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在

6、局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。优点：基本温度低；沉积速率快；成膜质量好，针孔较少，不易龟裂。缺点如下：1.设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高；2.涂层过程中产生的剧烈噪音、强光辐射、有害气体、金属蒸汽粉尘等对人体有害；3.对小孔孔径内表面难以涂层等。例子：在PECVD工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子，就会使中性反应气体分子变成碎片或处于激活的状态容易发生反应。衬底温度通常保持在350℃左右就可以得到良好的SiOx或SiNx薄膜，可以作为集成电

7、路最后的钝化保护层，提高集成电路的可靠性。几种PECVD装置图（a）是一种最简单的电感耦合产生等离子体的PECVD装置，可以在实验室中使用。图b）它是一种平行板结构装置。衬底放在具有温控装置的下面平板上，压强通常保持在133Pa左右，射频电压加在上下平行板之间，于是在上下平板间就会出现电容耦合式的气体放电，并产生等离子体。图（c）是一种扩散炉内放置若干平行板、由电容式放电产生等离子体的PECVD装置。它的设计主要为了配合工厂生产的需要，增加炉产量。MOCVDMOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延

8、生长技术。缩写Metal-organicChemicalVaporDeposition（金属有机化合物化学气相沉淀。原理MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半