管式爐CVD原理供氣系統(tǒng)
CVD(Chemical Vapor Deposition)原理
CVD(Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積),指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室,在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過程。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。經(jīng)過CVD處理后,表面處理膜密著性約提高30%,防止高強(qiáng)力鋼的彎曲,拉伸等成形時(shí)產(chǎn)生的刮痕。
CVD特點(diǎn)
淀積溫度低,薄膜成份易控,膜厚與淀積時(shí)間成正比,均勻性,重復(fù)性好,臺階覆蓋性優(yōu)良。
CVD制備的必要條件
1) 在沉積溫度下,反應(yīng)物具有足夠的蒸氣壓,并能以適當(dāng)?shù)乃俣缺灰敕磻?yīng)室;
2) 反應(yīng)產(chǎn)物除了形成固態(tài)薄膜物質(zhì)外,都必須是揮發(fā)性的;
3) 沉積薄膜和基體材料必須具有足夠低的蒸氣壓。
何為cvd?
CVD是Chemical Vapor Deposition的簡稱,是指高溫下的氣相反應(yīng),例如,金屬鹵化物、有機(jī)金屬、碳?xì)浠衔锏鹊臒岱纸猓瑲溥€原或使它的混合氣體在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以析出金屬、氧化物、碳化物等無機(jī)材料的方法。這種技術(shù)*初是作為涂層的手段而開發(fā)的,但目前,不只應(yīng)用于耐熱物質(zhì)的涂層,而且應(yīng)用于高純度金屬的制、粉末合成、半導(dǎo)體薄膜等,是個(gè)頗具特征的技術(shù)領(lǐng)域。
其技術(shù)特征在于:⑴高熔點(diǎn)物質(zhì)能夠在低溫下合成;⑵析出物質(zhì)的形態(tài)在單晶、多晶、晶須、粉末、薄膜等多種;⑶不僅可以在基片上進(jìn)行涂層,而且可以在粉體表面涂層,等。特別是在低溫下可以合成高熔點(diǎn)物質(zhì),在節(jié)能方面做出了貢獻(xiàn),作為種新技術(shù)是大有前途的。
例如,在1000℃左右可以合成a-Al2O3、SiC,而且正向更低溫度發(fā)展。
CVD工藝大體分為二種:種是使金屬鹵化物與含碳、氮、硼等的化合物進(jìn)**相反應(yīng);另種是使加熱基體表面的原料氣體發(fā)生熱分解。
CVD的裝置由氣化部分、載氣練部分、反應(yīng)部分和排除氣體處理部分所構(gòu)成。目前,正在開發(fā)批量生產(chǎn)的新裝置。
CVD是在含有原料氣體、通過反應(yīng)產(chǎn)生的副生氣體、載氣等多成分系氣相中進(jìn)行的,因而,當(dāng)被覆涂層時(shí),在加熱基體與流體的邊界上形成擴(kuò)散層,該層的存在,對于涂層的致密度有很大影響。圖2所示是這種擴(kuò)散層的示意圖。這樣,由許多化學(xué)分子形成的擴(kuò)散層雖然存在,但其析出過程是復(fù)雜的。粉體合成時(shí),核的生成與成長的控制是工藝的重點(diǎn)。
作為新的CVD技術(shù),有以下幾種:
⑴采用流動(dòng)層的CVD;
⑵流體床;
⑶熱解射流;
⑷等離子體CVD;
⑸真空CVD,等。
應(yīng)用流動(dòng)層的CVD如圖3所示,可以形成被覆粒子(例如,在UO2表面被覆SiC、C),應(yīng)用等離子體的CVD同樣也有可能在低溫下析出,而且這種可能性正在擴(kuò)大。