化學(xué)氣相沉積技術(shù)在材料制備中的使用

化學(xué)氣相沉積技術(shù)生產(chǎn)多晶/非晶材料膜：

化學(xué)氣相沉積法在半導(dǎo)體工業(yè)中有著比較廣泛的應(yīng)用。比如作為緣介質(zhì)隔離層的多晶硅沉積層。在當(dāng)代，微型電子學(xué)元器件中越來(lái)越多的使用新型非晶態(tài)材料，這種材料包括磷硅玻璃、硼硅玻璃、SiO2以及 Si3N4等等。此外，也有一些在未來(lái)有可能發(fā)展成開(kāi)關(guān)以及存儲(chǔ)記憶材料，例如氧化銅-氧化銅等都可以使用化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行生產(chǎn)。噴淋頭尺寸：200×200mm，噴淋頭與樣品之間電極間距20-80mm連續(xù)可調(diào)。

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化學(xué)氣相沉積法在金屬材料方面的使用

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化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)金屬銥高溫涂層從20世紀(jì)80年代起，NASA 開(kāi)始嘗試使用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積法制取出使用錸基銥作為涂層的復(fù)合噴管，并獲得了成功，這時(shí)化學(xué)氣相沉積法在生產(chǎn)金屬涂層領(lǐng)域才有了一定程度上的突破。

NASA 使用了C15H21IrO6作為制取銥涂層的材料，并利用 C15H21IrO6的熱分解反應(yīng)進(jìn)行沉積。銥的沉積速度很快，可以達(dá)到3~20μm/h。 沉積厚度也達(dá)到了50μm，C15H21IrO6的制取效率達(dá) 70%以上。

化學(xué)氣相沉積過(guò)程介紹

化學(xué)氣相沉積過(guò)程分為三個(gè)重要階段：反應(yīng)氣體向基體表面擴(kuò)散、反應(yīng)氣體吸附于基體表面、在基體表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉積物及產(chǎn)生的氣相副產(chǎn)物脫離基體表面。常見(jiàn)的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)有:熱分解反應(yīng)、化學(xué)合成反應(yīng)和化學(xué)傳輸反應(yīng)等。通常沉積TiC或TiN，是向850~1100℃的反應(yīng)室通入TiCl4，H2，CH4等氣體，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，在基體表面形成覆層。化學(xué)氣相沉積技術(shù)的使用生產(chǎn)晶須：晶須屬于一種以為發(fā)育的單晶體，它在符合材料范疇中有著很大的作用，能夠用于生產(chǎn)一些新型復(fù)合材料。

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化學(xué)氣相沉積的特點(diǎn)

化學(xué)氣相沉積法之所以得到發(fā)展，是和它本身的特點(diǎn)分不開(kāi)的，其特點(diǎn)如下。

I) 沉積物種類(lèi)多: 可以沉積金屬薄膜、非金屬薄膜，也可以按要求制備多組分合金的薄膜，以及陶瓷或化合物層。

2) CVD反應(yīng)在常壓或低真空進(jìn)行，鍍膜的繞射性好，對(duì)于形狀復(fù)雜的表面或工件的深孔、細(xì)孔都能均勻鍍覆。

3) 能得到純度高、致密性好、殘余應(yīng)力小、結(jié)晶良好的薄膜鍍層。由于反應(yīng)氣體、反應(yīng)產(chǎn)物和基體的相互擴(kuò)散，可以得到附著力好的膜層，這對(duì)表面鈍化、抗蝕及耐磨等表面增強(qiáng)膜是很重要的。

4) 由于薄膜生長(zhǎng)的溫度比膜材料的熔點(diǎn)低得多，由此可以得到純度高、結(jié)晶完全的膜層，這是有些半導(dǎo)體膜層所必須的。

5) 利用調(diào)節(jié)沉積的參數(shù)，可以有效地控制覆層的化學(xué)成分、形貌、晶體結(jié)構(gòu)和晶粒度等。

6) 設(shè)備簡(jiǎn)單、操作維修方便。

7) 反應(yīng)溫度太高，一般要850~ 1100℃下進(jìn)行，許多基體材料都耐受不住CVD的高溫。采用等離子或激光輔助技術(shù)可以降低沉積溫度。

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