薄膜技術(shù)中PVD和CVD的區(qū)別詳解演示文稿

薄膜技術(shù)中PVD和CVD的區(qū)別詳解演示文稿第一頁(yè)，共二十四頁(yè)。優(yōu)選薄膜技術(shù)中PVD和CVD的區(qū)別詳解第二頁(yè)，共二十四頁(yè)。薄膜制備工藝包括：薄膜制備方法的選擇，基體材料的選擇及表面處理，薄膜制備條件的選擇和薄膜結(jié)構(gòu)、性能與工藝參數(shù)的關(guān)系等。第三頁(yè)，共二十四頁(yè)。物理氣相沉積（PVD）化學(xué)氣相沉積（

CVD）薄

膜

制

備第四頁(yè)，共二十四頁(yè)。物理氣相沉積（PVD）PVD

物理氣相沉積（PVD)指的是利用某種物理的過程，如物質(zhì)的熱蒸發(fā)或在受到粒子束轟擊時(shí)物理表面原子的濺射現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)從原物質(zhì)到薄膜的可控的原子轉(zhuǎn)移過程。第五頁(yè)，共二十四頁(yè)。物理氣相沉積（PVD）PVD這種薄膜制備方法相對(duì)于下面還要介紹的化學(xué)氣相沉積方法而言，具有以下幾個(gè)特點(diǎn):1.需要使用固態(tài)的或者熔化態(tài)的物質(zhì)作為沉積過程的源物質(zhì)。2.源物質(zhì)要經(jīng)過物理過程進(jìn)入氣相。3.需要相對(duì)較低的氣體壓力環(huán)境。4.在氣相中及襯底表面并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

第六頁(yè)，共二十四頁(yè)。物理氣相沉積（PVD）物理氣相沉積法過程的三個(gè)階段：1，從原材料中發(fā)射出粒子；2，粒子運(yùn)輸?shù)交?，粒子在基片上凝結(jié)、成核、長(zhǎng)大、成膜。第七頁(yè)，共二十四頁(yè)。物理氣相沉積（PVD）PVD

物理氣相沉積技術(shù)中最為基本的兩種方法就是蒸發(fā)法和濺射法，另外還有離子束和離子助等等方法。

蒸發(fā)法相對(duì)濺射法具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)，包括較高的沉積速度，相對(duì)較高的真空度，以及由此導(dǎo)致的較高的薄膜質(zhì)址等。

濺射法也具有自己的一些優(yōu)勢(shì)，包括在沉積多元合金薄膜時(shí)化學(xué)成分容易控制，沉積層對(duì)襯底的附著力較好等。第八頁(yè)，共二十四頁(yè)。物理氣相沉積（PVD）真空蒸鍍?cè)谡婵照翦兗夹g(shù)中，人們只需要產(chǎn)生一個(gè)真空環(huán)境。在真空環(huán)境下，給待蒸發(fā)物提供足夠的熱量以獲得蒸發(fā)所必需的蒸氣壓。在適當(dāng)?shù)臏囟认?，蒸發(fā)粒子在基片上凝結(jié)，這樣即可實(shí)現(xiàn)真空蒸鍍薄膜沉積。第九頁(yè)，共二十四頁(yè)。真空蒸鍍裝置：真空系統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)基片支撐擋板監(jiān)控系統(tǒng)第十頁(yè)，共二十四頁(yè)。真空蒸鍍大量材料皆可以在真空中蒸發(fā)，最終在基片上凝結(jié)以形成薄膜。真空蒸發(fā)沉積過程由三個(gè)步驟組成:①蒸發(fā)源材料由凝聚相轉(zhuǎn)變成氣相；②在蒸發(fā)源與基片之間蒸發(fā)粒子的輸運(yùn);③蒸發(fā)粒子到達(dá)基片后凝結(jié)、成核、長(zhǎng)大、成膜。第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)。真空蒸鍍蒸發(fā)源分類（一）電阻加熱蒸發(fā)（二）電子束加熱蒸發(fā)（三）電弧加熱蒸發(fā)（四）激光加熱蒸發(fā)第十二頁(yè)，共二十四頁(yè)。真空蒸鍍真空蒸發(fā)的影響因素1.物質(zhì)的蒸發(fā)速度2.元素的蒸汽壓3.薄膜沉積的均勻性4.薄膜沉積的純度第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)。真空蒸鍍薄膜沉積的純度蒸發(fā)源的純度；加熱裝置、坩堝可能造成的污染；真空系統(tǒng)中的殘留氣體。第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)。濺射法濺射法利用帶有電荷的離子在電場(chǎng)中加速后具有一定動(dòng)能的特點(diǎn)，將離子引向欲被濺射的靶電極。在離子能量合適的情況下，入射的離子將在與靶表面的原子的碰撞過程中使后者濺射出來。這些被濺射出來的原子將帶有一定的動(dòng)能，并且會(huì)沿著一定的方向射向襯底，從而實(shí)現(xiàn)在襯底上薄膜的沉積。第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)。濺射法直流濺射沉積裝置

真空系統(tǒng)中，靶材是需要濺射的材料，它作為陰極。相對(duì)于作為陽極的襯底加有數(shù)千伏的電壓。在對(duì)系統(tǒng)預(yù)抽真空以后，充入適當(dāng)壓力的惰性氣體。第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)。濺射法濺射法分類(1)直流濺射;(2)高頻濺射;(3)磁控濺射；(4)反應(yīng)濺射；(5)離子鍍。第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)。濺射法濺射法的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):薄膜在基片上的附著力強(qiáng)，膜層純度高，可同時(shí)濺射多種不同成分的合金膜或化合物。缺點(diǎn)：需要制備專用膜料，靶利用率低第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)。薄膜的化學(xué)氣相沉積(CVD)CVD技術(shù)被稱化學(xué)氣相沉積(CVD)顧名思義，利用氣態(tài)的先驅(qū)反應(yīng)物，通過原子、分子間化學(xué)反應(yīng)的途徑生成固態(tài)薄膜的技術(shù)。特別值得一提的是，在高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體外延技術(shù)以及各種絕緣材料薄膜的制備中大量使用了化學(xué)氣相沉積技術(shù)。比如，在MOS場(chǎng)效應(yīng)管中，應(yīng)用化學(xué)氣相方法沉積的薄膜就包括多晶Si、SiO2、SiN等。第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)。薄膜的化學(xué)氣相沉積(CVD)CVD所涉及的化學(xué)反應(yīng)類型

1.熱解反應(yīng)

2.還原反應(yīng)

3.氧化反應(yīng)

4.化合反應(yīng)

5.歧化反應(yīng)

6.可逆反應(yīng)第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)。薄膜的化學(xué)氣相沉積(CVD)CVD化學(xué)氣相沉積裝置一般來講，CVD裝置往往包括以下幾個(gè)基本部分:(1)反應(yīng)氣體和載氣的供給和計(jì)量裝置;(2)必要的加熱和冷卻系統(tǒng);(3)反應(yīng)產(chǎn)物氣體的排出裝置。第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)。薄膜的化學(xué)氣相沉積(CVD)CVD化學(xué)氣相沉積裝置第二十二頁(yè)，共二十四頁(yè)。薄膜的化學(xué)氣相沉積(CVD)1.反應(yīng)體系成分2.氣體的組成3.壓力4.溫度影響CVD薄膜的主要參數(shù)第二十三頁(yè)，