化学气相沉积技术PPT课件.pptx
《化学气相沉积技术PPT课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学气相沉积技术PPT课件.pptx(62页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1Review第三章第三章:物理气相沉:物理气相沉积技技术 热蒸蒸发镀膜膜 溅射射镀膜膜 离子离子镀膜膜工作原理工作原理+工工艺方法!方法!2第四章第四章化学气相沉化学气相沉积技技术n热氧化生氧化生长n化学气相沉化学气相沉积3薄膜制薄膜制备方法:方法:n物理气相沉物理气相沉积法法沉沉积过程无化学反程无化学反应发生。生。n化学气相沉化学气相沉积法法沉沉积过程中程中发生一定的化学反生一定的化学反应;化学反化学反应可以由可以由热效效应或离子的或离子的电致分离引起。致分离引起。特点:沉特点:沉积过程控制复程控制复杂,但,但设备较为简单。前言前言4第一第一节 热氧化生氧化生长(Thermal Oxida
2、tion)在气氛条件下,通在气氛条件下,通过加加热基片的方式制基片的方式制备氧化物、氧化物、氮化物和碳化物薄膜。氮化物和碳化物薄膜。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第一第一节 热氧化生氧化生长n实际中,主要用于制中,主要用于制备氧化物薄膜氧化物薄膜,较少用于制少用于制备其它化合物。其它化合物。n氧化物可以氧化物可以钝化表面。化表面。钝化:使金属表面化:使金属表面转化化为不易被氧化的状不易被氧化的状态,而延,而延缓金金属的腐属的腐蚀速度的方法,如速度的方法,如Al2O3。n氧化物可以起到氧化物
3、可以起到绝缘作用。作用。主要用于金属和半主要用于金属和半导体氧化物的制体氧化物的制备、电子器件制子器件制备。6第一第一节 热氧化生氧化生长n适用性广,所有金属(除适用性广,所有金属(除Au)都与氧反)都与氧反应形成氧化物。形成氧化物。n控制工控制工艺条件来控制薄膜条件来控制薄膜生生长形貌、缺陷、界面特征形貌、缺陷、界面特征,因,因而控制半而控制半导体和体和电性能。性能。n例:快速例:快速热氧化法制氧化法制备SiO2薄膜薄膜10001200 C,30 nm/min,精确控制膜厚精确控制膜厚n温度:温度:8001200 C,形成所,形成所谓高温氧化高温氧化层(High Temperature Ox
4、ide layer,HTO)。)。n可用水蒸气或氧气作可用水蒸气或氧气作为氧化氧化剂,称,称为湿氧化或干氧化(湿氧化或干氧化(wet or dry oxidation)。)。n氧化氧化环境中通常含有百分之几的境中通常含有百分之几的盐酸(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薄膜的薄膜的热氧化法制氧化法制备8SiO2薄膜的薄膜的热氧化法制氧化法制备n热氧化消耗基片中的氧化消耗基片中的Si和和环境中的氧。因此,生境中的氧。因此,生长时同同时向基片内生向基片内生长和在基片表面上生和在基片表面上生长。n对于每消耗于每消耗单位厚度的位厚度的Si,将,将产生生
5、 2.27单位厚度的氧化位厚度的氧化物。同物。同样,如果,如果纯Si表面氧化,表面氧化,46%的氧化的氧化层厚度位于最厚度位于最初基片表面以下,初基片表面以下,54%的氧化的氧化层位于最初表面以上。位于最初表面以上。9SiO2薄膜的薄膜的热氧化法制氧化法制备Oxidation technologyn大多数大多数热氧化在加氧化在加热炉中炉中进行,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,一个加里,一个加热炉同炉同时可以可以处理一批基片。理一批基片。n水平炉和垂直炉水平炉和垂直炉Furnaces used for diffusion and th
6、ermal oxidation at LAAS technological facility in Toulouse,France10第一第一节 热氧化生氧化生长nBi2O3薄膜的制薄膜的制备4Bi+3O2=2Bi2O3n空气空气+水蒸气水蒸气环境境T=367 Cn获得得单相相-Bi2O3;-Bi2O3和和-Bi2O311热氧化氧化Zn3N2 films制制备 N和和(Al,N)掺杂的的p型型 ZnO薄膜薄膜Z.W.Liu,C.K.Ong,et al.J.Mater.Sci.2007Zinc nitride film with or without Al dopingN-or(Al,N)-do
7、ped 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 nanowiresSputteringOxidizing400-600C热氧化法制氧化法制备ZnO单晶晶纳米米线薄膜薄膜13热氧化法制氧化法制备氧化氧化铁纳米米线14热氧化法制
8、氧化法制备单晶晶CuO纳米米线Schematic diagram of a sensor fabricated from CuO nanowires and a layer of CuOCu wirenanowiresAg electrode 15热氧化法特点氧化法特点n设备简单;n成本成本较低;低;n结晶性好;晶性好;n但薄膜厚度受到限制但薄膜厚度受到限制16第二第二节化学气相沉化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)nChemical vapor deposition(CVD)is a chemical process used to produce hi
9、gh-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 react and/or decompose on the substrate surface to produce the desired deposit.Fre
10、quently,volatile by-products are also produced,which are removed by gas flow through the reaction chamber.n化学气相沉化学气相沉积典型的制典型的制备过程是将晶程是将晶圆(衬底)暴露在一底)暴露在一种或多种易种或多种易挥发的前的前驱体中,在体中,在衬底表面底表面发生化学反生化学反应或或/及化学分解来及化学分解来产生欲沉生欲沉积的薄膜。随后,也将的薄膜。随后,也将产生一些气生一些气态的副的副产物,物,这些副些副产物可以被反物可以被反应腔室的气流腔室的气流带走。走。17第二第二节化学气相沉化学气
11、相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)18化学气相沉化学气相沉积的种的种类n以反以反应时的的压力分力分类:q常常压CVD(Atmospheric Pressure CVD,APCVD):在常在常压环境下的境下的CVD。q低低压CVD(Low-pressure CVD,LPCVD):在低在低压环境下的境下的CVD。降低。降低压力可以减少不必要的力可以减少不必要的气相反气相反应,以增加晶,以增加晶圆上薄膜的一致性。大部分上薄膜的一致性。大部分现今今的的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
12、CVD,UHVCVD):在非常低在非常低压环境下的境下的CVD。大多低于。大多低于10-6 Pa(约为10-8 torr)。19化学气相沉化学气相沉积的种的种类n以气相的特性分以气相的特性分类:q气溶胶气溶胶辅助助CVD(Aerosol assisted CVD,AACVD):使用液体使用液体/气体的气溶胶的前气体的气溶胶的前驱物成物成长在基底上,成在基底上,成长速非常快。此种技速非常快。此种技术适合使用非适合使用非挥发的前的前驱物。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
13、固体溶解在合适的溶液中)形式的形式的前前驱物。液相溶液被注入到蒸物。液相溶液被注入到蒸发腔里腔里变成注入物。接成注入物。接着前着前驱物物经由由传统的的CVD技技术沉沉积在基底上。此技在基底上。此技术适合使用液体或固体的前适合使用液体或固体的前驱物。此技物。此技术可达到很多的可达到很多的成成长速率。速率。20化学气相沉化学气相沉积的种的种类n等离子技等离子技术 q微波等离子微波等离子辅助助CVD(Microwave plasma-assisted CVD,MPCVD)q等离子等离子辅助助CVD(Plasma-Enhanced CVD,PECVD):利用等离子增加前利用等离子增加前驱物的反物的反应
14、速率。速率。PECVD技技术允允许在低温的在低温的环境下成境下成长,这是半是半导体制造中广泛使用体制造中广泛使用PECVD的最重要原因。的最重要原因。q远距等离子距等离子辅助助CVD(Remote plasma-enhanced CVD,RPECVD):和:和PECVD技技术很相近的技很相近的技术。但晶。但晶圆不直接放在等离子放不直接放在等离子放电的区域,反而放在距离等离子的区域,反而放在距离等离子远一点的地方。晶一点的地方。晶圆远离等离子区域可以离等离子区域可以让制程温度降制程温度降到室温。到室温。n原子原子层化学气相沉化学气相沉积(Atomic layer CVD,ALCVD):连续沉沉积
15、不同材料的晶体薄膜不同材料的晶体薄膜层。21化学气相沉化学气相沉积的种的种类n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沉积(Catalytic CVD,Cat-CVD)或或热灯灯丝化学气相沉化学气相沉积(Hot filament CVD,HFCVD)。使用。使用热丝化学分解来源气体。化学分解来源气体。n有机金属有机金属CVD(Metalorganic chemical vapor deposition,MOCVD):前:前驱物使用有机金属的物使用有机金属的CVD技技术。n混合物理化学气相沉混合物理化学气相沉积(Hybrid Physical-
16、Chemical Vapor Deposition,HPCVD):一种气相沉:一种气相沉积技技术,包含化,包含化学分解前学分解前驱气体及蒸气体及蒸发固体源两种技固体源两种技术。n快速快速热CVD(Rapid thermal CVD,RTCVD):使用加:使用加热灯或灯或其他方法快速加其他方法快速加热晶晶圆。只。只对基底加基底加热,而不是气体或腔壁。,而不是气体或腔壁。可以减少不必要的气相反可以减少不必要的气相反应,以免,以免产生不必要的粒子。生不必要的粒子。n气相外延气相外延(Vapor phase epitaxy,VPE)22化学气相沉化学气相沉积特点和特点和应用用n优点:点:1)准确控制成
17、分;)准确控制成分;2)可在复)可在复杂形状基片上沉形状基片上沉积薄膜;薄膜;3)一些反)一些反应可在大气可在大气压下下进行,不需要昂行,不需要昂贵的真空的真空设备;4)薄膜)薄膜结晶完整;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)反应气体活性;气体活性;3)设备复复杂,工,工艺参数多参数多n常常见应用用1)切削工具涂)切削工具涂层;2)非晶硅太阳能)非晶硅太阳能电池;池;3)装)装饰;4)半)半导体集成技体集成技术23化学气相沉化学气相沉积基本基本过程程n化学气相沉化学气相沉积基本基本过程:程:在真空室内,气体在真空室内,气体发生化学反生化学反应,将反
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学 沉积 技术 PPT 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。