薄膜技術(shù)中PVD和CVD的區(qū)別詳解

薄膜技術(shù)中PVD和CVD的區(qū)別詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共24頁。薄膜技術(shù)中PVD和CVD的區(qū)別詳解當(dāng)前2頁，總共24頁。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。當(dāng)前3頁，總共24頁。物理氣相沉積（PVD）化學(xué)氣相沉積（

CVD）薄

膜

制

備當(dāng)前4頁，總共24頁。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物理表面原子的濺射現(xiàn)象，實現(xiàn)物質(zhì)從原物質(zhì)到薄膜的可控的原子轉(zhuǎn)移過程。當(dāng)前5頁，總共24頁。物理氣相沉積（PVD）PVD這種薄膜制備方法相對于下面還要介紹的化學(xué)氣相沉積方法而言，具有以下幾個特點: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)過物理過程進入氣相。3.需要相對較低的氣體壓力環(huán)境。4.在氣相中及襯底表面并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

當(dāng)前6頁，總共24頁。物理氣相沉積（PVD）物理氣相沉積法過程的三個階段：1，從原材料中發(fā)射出粒子；2，粒子運輸?shù)交?，粒子在基片上凝結(jié)、成核、長大、成膜。當(dāng)前7頁，總共24頁。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)法相對濺射法具有一些明顯的優(yōu)點，包括較高的沉積速度，相對較高的真空度，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，包括在沉積多元合金薄膜時化學(xué)成分容易控制，沉積層對襯底的附著力較好等。當(dāng)前8頁，總共24頁。物理氣相沉積（PVD）真空蒸鍍在真空蒸鍍技術(shù)中，人們只需要產(chǎn)生一個真空環(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)臏囟认拢舭l(fā)粒子在基片上凝結(jié)，這樣即可實現(xiàn)真空蒸鍍薄膜沉積。當(dāng)前9頁，總共24頁。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)當(dāng)前10頁，總共24頁。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;③蒸發(fā)粒子到達基片后凝結(jié)、成核、長大、成膜。當(dāng)前11頁，總共24頁。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)當(dāng)前12頁，總共24頁。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.薄膜沉積的純度當(dāng)前13頁，總共24頁。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。當(dāng)前14頁，總共24頁。濺射法濺射法利用帶有電荷的離子在電場中加速后具有一定動能的特點，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能，并且會沿著一定的方向射向襯底，從而實現(xiàn)在襯底上薄膜的沉積。當(dāng)前15頁，總共24頁。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。相對于作為陽極的襯底加有數(shù)千伏的電壓。在對系統(tǒng)預(yù)抽真空以后，充入適當(dāng)壓力的惰性氣體。當(dāng)前16頁，總共24頁。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。當(dāng)前17頁，總共24頁。濺射法濺射法的優(yōu)缺點：優(yōu)點:薄膜在基片上的附著力強，膜層純度高，可同時濺射多種不同成分的合金膜或化合物。缺點：需要制備專用膜料，靶利用率低當(dāng)前18頁，總共24頁。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。當(dāng)前19頁，總共24頁。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)當(dāng)前20頁，總共24頁。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基本部分:(1)反應(yīng)氣體和載氣的供給和計量裝置;(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。當(dāng)前21頁，總共24頁。薄膜的化學(xué)氣相沉積(CVD)CVD化學(xué)氣相沉積裝置當(dāng)前22頁，總共24頁。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)當(dāng)前23頁，總共