化学气相沉积技术课件.pptx

1、 化学气相沉积技术2第四章第四章 化学气相沉积技术化学气相沉积技术n热氧化生长热氧化生长n化学气相沉积化学气相沉积3薄膜制备方法：薄膜制备方法：n物理气相沉积法物理气相沉积法 沉积过程无化学反应发生。沉积过程无化学反应发生。n化学气相沉积法化学气相沉积法 沉积过程中发生一定的化学反应；沉积过程中发生一定的化学反应；化学反应可以由热效应或离子的电致分离引起。化学反应可以由热效应或离子的电致分离引起。特点：沉积过程控制复杂，但设备较为简单。特点：沉积过程控制复杂，但设备较为简单。前言前言4第第一一节节 热热氧氧化化生生长长(Thermal Oxidation)在在气气氛氛条条件件下，下，通通过过加

2、加热热基基片片的的方方式式制制备备氧氧化化物、物、氮氮化化物物和和碳碳化化物物薄薄膜。膜。加热设备加热设备基片基片在氧气或者其它在氧气或者其它气氛中加热气氛中加热Examples:4Al+3O22Al2O3Fe+N2FeNx5第第一一节节 热热氧氧化化生生长长n实实际际中，中，主主要要用用于于制制备备氧氧化化物物薄薄膜膜，较较少少用用于于制制备备其其它它化化合合物。物。n氧氧化化物物可可以以钝钝化化表表面。面。钝钝化：化：使使金金属属表表面面转转化化为为不不易易被被氧氧化化的的状状态，态，而而延延缓缓金金属属的的腐腐蚀蚀速速度度的的方方法，法，如如Al2O3。n氧氧化化物物可可以以起起到到绝绝

3、缘缘作作用。用。主主要要用用于于金金属属和和半半导导体体氧氧化化物物的的制制备、备、电电子子器器件件制制备备。6第第一一节节 热热氧氧化化生生长长n适适用用性性广，广，所所有有金金属属（除除Au）都都与与氧氧反反应应形形成成氧氧化化物。物。n控控制制工工艺艺条条件件来来控控制制薄薄膜膜生生长长形形貌、貌、缺缺陷、陷、界界面面特特征征，因因而而控控制制半半导导体体和和电电性性能。能。n例：例：快快速速热热氧氧化化法法制制备备SiO2薄薄膜膜 10001200 C，30 nm/min，精精确确控控制制膜膜厚厚n温度：温度：8001200 C，形成所谓高温氧化层（，形成所谓高温氧化层（High Te

4、mperature Oxide layer，HTO）。）。n可用水蒸气或氧气作为氧化剂，称为湿氧化或干氧化（可用水蒸气或氧气作为氧化剂，称为湿氧化或干氧化（wet or dry oxidation）。）。n氧化环境中通常含有百分之几的盐酸（氧化环境中通常含有百分之几的盐酸（HCl），用于去除），用于去除氧化物中的金属离子。氧化物中的金属离子。7SiO2薄薄膜膜的的热热氧氧化化法法制制备备8SiO2薄薄膜膜的的热热氧氧化化法法制制备备n热氧化消耗基片中的热氧化消耗基片中的Si和环境中的氧。因此，生长时同时和环境中的氧。因此，生长时同时向基片内生长和在基片表面上生长。向基片内生长和在基片表面上生长

5、。n对于每消耗单位厚度的对于每消耗单位厚度的Si，将产生，将产生 2.27单位厚度的氧化物。单位厚度的氧化物。同样，如果纯同样，如果纯Si表面氧化，表面氧化，46%的氧化层厚度位于最初基的氧化层厚度位于最初基片表面以下，片表面以下，54%的氧化层位于最初表面以上。的氧化层位于最初表面以上。9SiO2薄薄膜膜的的热热氧氧化化法法制制备备Oxidation technologyn大多数热氧化在加热炉中进大多数热氧化在加热炉中进行，温度行，温度800到到1200。将。将基片放在石英支架（石英舟）基片放在石英支架（石英舟）里，一个加热炉同时可以处里，一个加热炉同时可以处理一批基片。理一批基片。n水平炉

6、和垂直炉水平炉和垂直炉Furnaces used for diffusion and thermal oxidation at LAAS technological facility in Toulouse,France10第第一一节节 热热氧氧化化生生长长nBi2O3薄膜的制备薄膜的制备4Bi+3O2=2Bi2O3n空气空气+水蒸气环境水蒸气环境 T=367 Cn获得单相获得单相-Bi2O3;-Bi2O3和和-Bi2O311热热氧氧化化Zn3N2 films制制备备 N和和(Al,N)掺掺杂杂的的p型型 ZnO薄薄膜膜Z.W.Liu,C.K.Ong,et al.J.Mater.Sci.200

7、7Zinc nitride film with or without Al dopingN-or(Al,N)-doped ZnO filmsSputtered with N2-ArOxidizingsubstrateSampleResistivitycmMobilitycm2/vsCarrier ConcentrationZnO:N5-6000.8-2000 1015-1016/cm3ZnO:AlN1-300000.1-10 1017-1018/cm312SubstrateWith Zn granular filmWith ZnO nanowiresSputteringOxidizing400

8、-600C热氧化法制备热氧化法制备ZnO单晶纳米线薄膜单晶纳米线薄膜13热热氧氧化化法法制制备备氧氧化化铁铁纳纳米米线线14热氧化法制备单晶热氧化法制备单晶CuO纳米线纳米线Schematic diagram of a sensor fabricated from CuO nanowires and a layer of CuOCu wirenanowiresAg electrode 15热热氧氧化化法法特特点点n设设备备简简单；单；n成成本本较较低；低；n结结晶晶性性好；好；n但但薄薄膜膜厚厚度度受受到到限限制制16第第二二节节 化化学学气气相相沉沉积积（Chemical vapor dep

9、osition，CVD）nChemical vapor deposition(CVD)is a chemical process used to produce high-purity,high-performance solid materials.The process is often used in the semiconductor industry to produce thin films.In a typical CVD process,the wafer(substrate)is exposed to one or more volatile precursors,which

10、 react and/or decompose on the substrate surface to produce the desired deposit.Frequently,volatile by-products are also produced,which are removed by gas flow through the reaction chamber.n化学气相沉积化学气相沉积典型的制备过程是将晶圆（衬底）暴露在一典型的制备过程是将晶圆（衬底）暴露在一种或多种易挥发的前驱体中，在衬底表面发生化学反应或种或多种易挥发的前驱体中，在衬底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲

11、沉积的薄膜。随后，也将产生一些气及化学分解来产生欲沉积的薄膜。随后，也将产生一些气态的副产物，这些副产物可以被反应腔室的气流带走。态的副产物，这些副产物可以被反应腔室的气流带走。17第第二二节节 化化学学气气相相沉沉积积（Chemical vapor deposition，CVD）18化化学学气气相相沉沉积积的的种种类类n以反应时的压力分类：以反应时的压力分类：q常压常压CVD(Atmospheric Pressure CVD,APCVD)：在常压环境下的在常压环境下的CVD。q低压低压CVD(Low-pressure CVD,LPCVD)：在低压环境下的在低压环境下的CVD。降低压力可以减少

12、不必要的气。降低压力可以减少不必要的气相反应，以增加晶圆上薄膜的一致性。大部分现今的相反应，以增加晶圆上薄膜的一致性。大部分现今的CVD制程都是使用制程都是使用LPCVD或或UHVCVD。q超高真空超高真空CVD(Ultrahigh vacuum CVD,UHVCVD)：在非常低压环境下的在非常低压环境下的CVD。大多低于。大多低于10-6 Pa(约为约为10-8 torr)。19化化学学气气相相沉沉积积的的种种类类n以气相的特性分类：以气相的特性分类：q气溶胶辅助气溶胶辅助CVD(Aerosol assisted CVD,AACVD)：使用液体使用液体/气体的气溶胶的前驱物成长在基底上，成长

13、气体的气溶胶的前驱物成长在基底上，成长速非常快。此种技术适合使用非挥发的前驱物。速非常快。此种技术适合使用非挥发的前驱物。q直接液体注入直接液体注入CVD(Direct liquid injection CVD,DLICVD)：使用液体使用液体(液体或固体溶解在合适的溶液中液体或固体溶解在合适的溶液中)形式的前形式的前驱物。液相溶液被注入到蒸发腔里变成注入物。接着驱物。液相溶液被注入到蒸发腔里变成注入物。接着前驱物经由传统的前驱物经由传统的CVD技术沉积在基底上。此技术适技术沉积在基底上。此技术适合使用液体或固体的前驱物。此技术可达到很多的成合使用液体或固体的前驱物。此技术可达到很多的成长速率

14、。长速率。20化化学学气气相相沉沉积积的的种种类类n等离子技术等离子技术 q微波等离子辅助微波等离子辅助CVD(Microwave plasma-assisted CVD,MPCVD)q等离子辅助等离子辅助CVD(Plasma-Enhanced CVD,PECVD)：利：利用等离子增加前驱物的反应速率。用等离子增加前驱物的反应速率。PECVD技术允许在技术允许在低温的环境下成长，这是半导体制造中广泛使用低温的环境下成长，这是半导体制造中广泛使用PECVD的最重要原因。的最重要原因。q远距等离子辅助远距等离子辅助CVD(Remote plasma-enhanced CVD,RPECVD)：和：和

15、PECVD技术很相近的技术。但晶圆不直技术很相近的技术。但晶圆不直接放在等离子放电的区域，反而放在距离等离子远一点接放在等离子放电的区域，反而放在距离等离子远一点的地方。晶圆远离等离子区域可以让制程温度降到室温。的地方。晶圆远离等离子区域可以让制程温度降到室温。n原子层化学气相沉积原子层化学气相沉积(Atomic layer CVD,ALCVD)：连续：连续沉积不同材料的晶体薄膜层。沉积不同材料的晶体薄膜层。21化化学学气气相相沉沉积积的的种种类类n热线热线CVD(Hot wire CVD,HWCVD)：也称做触媒化学气相：也称做触媒化学气相沉积沉积(Catalytic CVD,Cat-CVD

16、)或热灯丝化学气相沉积或热灯丝化学气相沉积(Hot filament CVD,HFCVD)。使用热丝化学分解来源气体。使用热丝化学分解来源气体。n有机金属有机金属CVD(Metalorganic chemical vapor deposition,MOCVD)：前驱物使用有机金属的：前驱物使用有机金属的CVD技术。技术。n混合物理化学气相沉积混合物理化学气相沉积(Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition,HPCVD)：一种气相沉积技术，包含化学分解前：一种气相沉积技术，包含化学分解前驱气体及蒸发固体源两种技术。驱气体及蒸发固体源两种技术。n快速热快速热

17、CVD(Rapid thermal CVD,RTCVD)：使用加热灯或：使用加热灯或其他方法快速加热晶圆。只对基底加热，而不是气体或腔壁。其他方法快速加热晶圆。只对基底加热，而不是气体或腔壁。可以减少不必要的气相反应，以免产生不必要的粒子。可以减少不必要的气相反应，以免产生不必要的粒子。n气相外延气相外延(Vapor phase epitaxy,VPE)22化化学学气气相相沉沉积积特特点点和和应应用用n优点：优点：1）准确控制成分；）准确控制成分；2）可在复杂形状基片上沉积薄膜；）可在复杂形状基片上沉积薄膜；3）一些反应可在大气压下进行，不需要昂贵的真空设备；）一些反应可在大气压下进行，不需要

18、昂贵的真空设备；4）薄膜结晶完整；）薄膜结晶完整；5）大尺寸或多基片）大尺寸或多基片n缺点：缺点：1）高温；）高温；2）反应气体活性；）反应气体活性；3）设备复杂，工艺参数多）设备复杂，工艺参数多n常见应用常见应用 1）切削工具涂层；）切削工具涂层；2）非晶硅太阳能电池；）非晶硅太阳能电池；3）装饰；）装饰；4）半导体集成技术半导体集成技术23化化学学气气相相沉沉积积基基本本过过程程n化学气相沉积基本过程：化学气相沉积基本过程：在真空室内，气体发生化学反应，将反应物沉积在基片表在真空室内，气体发生化学反应，将反应物沉积在基片表面，形成固态膜。面，形成固态膜。n可控变量：可控变量：气体流量、气体

19、组分、沉积温度、气压、真空室形状、沉气体流量、气体组分、沉积温度、气压、真空室形状、沉积时间、基片材料和位置积时间、基片材料和位置n三个基本过程：三个基本过程：反应物的输运过程；反应物的输运过程；化学反应过程；化学反应过程；去除反应副产品过程去除反应副产品过程24化化学学气气相相沉沉积积基基本本过过程程25化化学学气气相相沉沉积积过过程程中中典典型型的的化化学学反反应应n1.分解反应分解反应 利用硅烷制备利用硅烷制备Si薄膜或利用其它化合物气体制备金属薄膜或利用其它化合物气体制备金属薄膜薄膜)(2)()()(4)()()()(2)()(2424gIsTigTiIgCOsNigCONigHsSi

20、gSiH26CVD的化学反应的化学反应 热解反应热解反应金属金属氢化物氢化物 氢化物氢化物M-H键的离解能、键能都比较小，热解键的离解能、键能都比较小，热解温度低，唯一副产物是没有腐蚀性的氢气温度低，唯一副产物是没有腐蚀性的氢气。例如：。例如：2C10008004H2SiSiH2362H62BPPH2HB金属有机化合物金属有机化合物 金属的烷基化合物，金属的烷基化合物，其其MC键能一般小键能一般小于于CC键能键能E(MC)E(C-C)，可用于淀积金属膜。，可用于淀积金属膜。元素的氧烷元素的氧烷，由于，由于E(MO)E(OC)，所以可用来淀积氧，所以可用来淀积氧化物。例如：化物。例如：HCOH2

21、SiO)HSi(OC22C740452 OH3HC6OAlHOC(Al226332C420373）)(32346HCCrCHCHHCCr27CVD的化学反应体系的化学反应体系-热解反应热解反应n氢化物和金属有机化合物体系氢化物和金属有机化合物体系 热解金属有机化合物和氢化物已成功地制备出许多种热解金属有机化合物和氢化物已成功地制备出许多种III-V族和族和II-IV族化合物。族化合物。4C675630333CH3GaAsAsHCH(Ga）4xx-1C72567533333CH3AsInGaAsHCH(InCH(Ga)1）（xxHCZnSeSeH)HZn(CC75072522524C475223

22、CH2CdSSHCH(Cd）28CVD的化学反应体系热解反应的化学反应体系热解反应其它气态络合物、复合物其它气态络合物、复合物 这一类化合物中的碳基化物和碳基这一类化合物中的碳基化物和碳基氯化物多用于贵金后氯化物多用于贵金后(铂族铂族)和其它过渡金属的淀积。如：和其它过渡金属的淀积。如：2C60022ClCO2PtClCO(Pt）CO4NiCO(NiC2401404）单氨络合物单氨络合物已用于热解制备氮化物已用于热解制备氮化物。如：。如：HCl3GaNNHGaClC90080033HCl3AlNNHAlClC900800332110090063333HBNHNB29化化学学气气相相沉沉积积过过

23、程程中中典典型型的的化化学学反反应应n2.还原反应还原反应 例：氢还原卤化物制备例：氢还原卤化物制备Si或其它单质、金属膜或其它单质、金属膜)(6)(2)(3)(2)(6)()(3)()(6)()(3)()(4)()(2)(23262624gHClsBgHgBClgHFsWgHgWFgHClsWgHgWClgHClsSigHgSiCl30化化学学气气相相沉沉积积过过程程中中典典型型的的化化学学反反应应n3.氧氧化化反反应应 制制备备氧氧化化物物薄薄膜膜)(3)(6)(3)(2)()(2)()()()(2)()()()(2)(2)()(2)()(2)(2)()(2)()(2)()()(32226

24、22224222422222222242224gCOgHClsOAlHgCOgClAlgClsGeOgOgGeClgClsSiOgOgSiClgNgHClsSiOgONgClSiHgNgHsSiOgONgSiHgHsSiOgOgSiH31化化学学气气相相沉沉积积过过程程中中典典型型的的化化学学反反应应n4.氮化和碳化反应氮化和碳化反应 制备氮化物和碳化物薄膜制备氮化物和碳化物薄膜)(3)()()(4)()()()(3)()()()(6)(6)()(4)(3)(12)()(4)(333443324332224334gHClsSiCgSiClCHgHClsTiCgCHgTiClgHClsBNgNH

25、gBClgHgHClsNSigNHgClSiHgHsNSigNHgSiH32化化学学气气相相沉沉积积过过程程中中典典型型的的化化学学反反应应n5.化合反应化合反应 由有机金属化合物沉积由有机金属化合物沉积IIIV族化合物族化合物 材料纯化材料纯化)(3)(6)()()(6)(6)(3)()()()(2244333gHgGaClgAsgAsgHClgGaAsgCHsGaAsgAsHgCHGa33CVD反应体系化学输运反应反应体系化学输运反应n化学输运反应：化学输运反应：把所需要的物质当做源物质，借助于适当把所需要的物质当做源物质，借助于适当气体介质与之反应而形成一种气态化合物，这种气态化合气体介

26、质与之反应而形成一种气态化合物，这种气态化合物经化学迁移或物理载带物经化学迁移或物理载带(用载气用载气)输运到与源区温度不同输运到与源区温度不同的淀积区，再发生逆向反应，使得源物质重新淀积出来。的淀积区，再发生逆向反应，使得源物质重新淀积出来。n例：例：在源区在源区(温度为温度为T2)发生输运反应发生输运反应(向右进行向右进行)，源物质，源物质ZnS与与I2作用生成气态的作用生成气态的ZnI2；在淀积区在淀积区(温度为温度为T1)则发生淀积反应则发生淀积反应(向左进行向左进行)，ZnS或或ZnSe重新淀积出来。重新淀积出来。（气）（气）（气）固）22221(1SZnIIZnST2T34化学合成

27、反应：同一材料有多种合成路线化学合成反应：同一材料有多种合成路线2)(1050100030HHClGaNNHGaClArC4)(6503333)(20CHGaNNHCHGaHC24262522HGaNHNHGaHGa2O(Ga+Ga2O3)Ga(CH3)3Ga(C2H5)3Ga2H6Ga GaCl(Ga+HCl)GaCl3GaBr3NH3N2H435CVD先驱物（源物质）先驱物（源物质）和反应器技术和反应器技术 源物质或先驱物源物质或先驱物是是CVD工艺的前提和基础，根本上决定了工艺的前提和基础，根本上决定了CVD技术的成功与否和前途！技术的成功与否和前途！1）气态源）气态源 2）液态源）液态

28、源 3）固态源）固态源CVD装置设计包括：装置设计包括：1）源物质（先躯物）的供应、调节系统（载气、阀门、气）源物质（先躯物）的供应、调节系统（载气、阀门、气路、源区、流量调节等）路、源区、流量调节等）2）反应器（构型、尺寸、衬底支撑体、加热和附加能量）反应器（构型、尺寸、衬底支撑体、加热和附加能量 方式等）设计方式等）设计3）尾气排除或真空产生系统）尾气排除或真空产生系统4）自动控制系统）自动控制系统36前驱物气体前驱物气体衬底衬底托架托架卧式反应器卧式反应器衬底衬底立式反应器立式反应器载气载气载气载气气态源气态源液态源液态源固态源固态源前驱物气体前驱物气体37传传统统的的化化学学气气相相沉

29、沉积积方方法法n例：非晶例：非晶BN薄膜的制备薄膜的制备-双气体反应法双气体反应法 NH3+B10H14BN+H2n控制控制NH3和和B10H14比率、比率、基片温度基片温度38传传统统的的化化学学气气相相沉沉积积方方法法n例：例：金金属属盐盐热热分分解解法法制制备备金金属属氧氧化化物物C10H14CuO4CuO+CO+H2O 39传传统统的的化化学学气气相相沉沉积积方方法法n例：金属氯化和氢还原法制备金属薄膜例：金属氯化和氢还原法制备金属薄膜HClNbHNbClCNbClClNbC10352:900252:500255240传传统统的的化化学学气气相相沉沉积积方方法法n例：催化化学气相沉积法

30、例：催化化学气相沉积法制备半导体和氮化硅薄膜制备半导体和氮化硅薄膜)()()()(2424sNSigNgHNgSiH41传统的化学气相沉积方法传统的化学气相沉积方法 n常常压压化化学学气气相相沉沉积积（Atmospheric pressure CVD,APCVD）42传统的化学气相沉积方法传统的化学气相沉积方法 n常压化学气相沉积（常压化学气相沉积（Atmospheric pressure CVD,APCVD）43激激光光化化学学气气相相沉沉积积方方法法（Laser induced chemical vapor deposition）n激光触发化学反应：激光触发化学反应：光致化学反应：利用光子

31、使分子分解光致化学反应：利用光子使分子分解 热致化学反应：激光用作加热源热致化学反应：激光用作加热源n特点：特点：激光的方向性：局域沉积激光的方向性：局域沉积 激光的单色性：可选择激光波长激光的单色性：可选择激光波长 反应温度高反应温度高 沉积速率快沉积速率快n主要参数：主要参数：反应物起始浓度、惰性气体浓度、表面温度、反应物起始浓度、惰性气体浓度、表面温度、气体温度、反应区尺寸气体温度、反应区尺寸n主要应用：主要应用：Al、Ni、Au、Si、SiC、Al/Au薄膜薄膜44激激光光化化学学气气相相沉沉积积方方法法（Laser induced chemical vapor deposition）

32、n热解激光化学气相沉积热解激光化学气相沉积 在聚焦的激光束照射下，基体局部表面温度升高，而反应在聚焦的激光束照射下，基体局部表面温度升高，而反应气体对所用激光是透明的。处在基体加热区的反应气体分气体对所用激光是透明的。处在基体加热区的反应气体分子受热发生分解子受热发生分解,形成自由原子，聚集在基体表面成为薄膜。形成自由原子，聚集在基体表面成为薄膜。45激激光光化化学学气气相相沉沉积积方方法法（Laser induced chemical vapor deposition）n光解激光化学气相沉积光解激光化学气相沉积 LCVD所选激光波长应能被反应气体分子高效吸收其能量，所选激光波长应能被反应气体

33、分子高效吸收其能量，从而使反应气在激光辐照下发生高效率分解，实现高速率从而使反应气在激光辐照下发生高效率分解，实现高速率沉积。一般选用近紫外（沉积。一般选用近紫外（UV）激光器作为）激光器作为LCVD的光源的光源,同样反应气体原料的选择必须与所用激光束波长相匹配。同样反应气体原料的选择必须与所用激光束波长相匹配。46光光化化学学气气相相沉沉积积（photochemical vapour deposition,photo-CVD）n高能光子有选择性地激发表面吸附分子或气体分子而导致高能光子有选择性地激发表面吸附分子或气体分子而导致键断裂，产生自由化学粒子形成膜或在相邻的基片上形成键断裂，产生自由

34、化学粒子形成膜或在相邻的基片上形成化合物。化合物。n光化学气相沉积过程强烈依赖于入射波波长。光化学气相沉积过程强烈依赖于入射波波长。n可用激光或紫外光实现。可用激光或紫外光实现。n特点：特点：沉积温度低；沉积速率快；偏离平衡条件，可生成亚稳相；沉积温度低；沉积速率快；偏离平衡条件，可生成亚稳相；制备的薄膜质量好，薄膜与基片的结合力高制备的薄膜质量好，薄膜与基片的结合力高n可制备各种金属、介电和绝缘体、半导体化合物、非晶和可制备各种金属、介电和绝缘体、半导体化合物、非晶和其他合金薄膜其他合金薄膜47光光化化学学气气相相沉沉积积n汞汞敏敏化化光光化化学学CVD 通通过过紫紫外外照照射射使使Hg处处

35、于于激激发发态态Hg*n主主要要步步骤：骤：n也也可可制制备备a-Si:H膜膜SiHHgSiHHg242*48光光化化学学气气相相沉沉积积由由Si2H6直接光致分解（紫外）直接光致分解（紫外）制备制备a-Si:H膜膜激光分解激光分解Si2H6和和N2O制备制备a-SiO2膜膜49光光化化学学气气相相沉沉积积n非晶非晶Si-N薄膜制备薄膜制备 调整调整NH3/SiH4比，可调整比，可调整Si-N成分。成分。)()()()(243gHsNSigSiHgNH50等等离离子子增增强强化化学学气气相相沉沉积积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）n原原理：

36、理：等等离离子子体体中中电电子子的的能能量量可可以以使使大大多多数数气气体体电电离离或或分分解，解，用用电电子子动动能能代代替替热热能能促促进进化化学学反反应。应。n特特点：点：沉沉积积温温度度低低可可沉沉积积在在温温度度敏敏感感的的基基片片上上是是一一种种通通用用薄薄膜膜沉沉积积CVD技技术术51等等离离子子增增强强化化学学气气相相沉沉积积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）例：例：a-Si:H薄膜薄膜n四个等离子区；四个基片位四个等离子区；四个基片位n条件：条件：气体混合比气体混合比SiH4/(SiH4+H2)：10%100%射频功率密度：

37、射频功率密度：1020 mW/cm2 总气压：总气压：0.12.0 Torr SiH4流量：流量：60 ml/min 基片温度：基片温度：200300 C52等等离离子子增增强强化化学学气气相相沉沉积积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）n过程：过程：1）气体或混合气体的射频受激；）气体或混合气体的射频受激；2）受激气体传输离开等离子区；）受激气体传输离开等离子区；3）受激气体在等离子区外与反应气体）受激气体在等离子区外与反应气体反应；反应；4）在加热基片处，实现化学气相沉积。）在加热基片处，实现化学气相沉积。nSiO2、Si3N4膜膜53等等

38、离离子子增增强强化化学学气气相相沉沉积积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）54等等离离子子增增强强化化学学气气相相沉沉积积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）n电子回旋共振化学气相沉积电子回旋共振化学气相沉积(Electron cyclotron resonance CVD，ECR-CVD)利用微波与利用微波与电子电子回旋放电，回旋放电，在低压下产生高密度电荷与在低压下产生高密度电荷与受激粒子等离子体，使气体受激粒子等离子体，使气体更容易实现化学反应。更容易实现化学反应。nSiH4+N2Si-

39、N+H2 SiH4+O2Si-N+H255等等离离子子增增强强化化学学气气相相沉沉积积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）n中空阴极沉积中空阴极沉积a-Si:H薄膜薄膜 SiH4 a-Si:H56等离子增强化学气相沉积等离子增强化学气相沉积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）57等离子增强化学气相沉积等离子增强化学气相沉积（plasma-enhanced chemical deposition,PECVD）58低压低压CVD（Low-Pressure CVD，LPCVD）59(a)phospho

40、ric anhydride,(b)sodium hydrate particle,(c)ball valve,(d)flowmeter,(e)spongy titanium,(f)aluminum chloride(purity 98%),(g)ribbon heater,(h)MoSi2 heater,(i)thermocouple,(j)quartz tube reactor,(k)pressure gauge,(l)vacuum pump,(m)powder collection flask,(n)NaOH solution.热热CVD制备制备AlN纳米粉体纳米粉体AlCl3 NH3 N260金属有机物化学气相沉积（金属有机物化学气相沉积（MOCVD）Ga(CH3)3+AsH3 3CH4+GaAsRef:Yu-Cardona11/10/2022生产计划部谢谢大家