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關(guān)鍵詞：薄膜制備，PVD，CVD，鍍膜工藝

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

?物理氣相沉積（PVD）

這種薄膜制備方法相對(duì)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(gè)特點(diǎn)：

• 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)。

• 源物質(zhì)要經(jīng)過物理過程進(jìn)入氣相。

• 需要相對(duì)較低的氣體壓力環(huán)境。

• 在氣相中及襯底表面并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

物理氣相沉積法過程的三個(gè)階段：

• 從原材料中發(fā)射出粒子；

• 粒子運(yùn)輸?shù)交?/span>

• 粒子在基片上凝結(jié)、成核、長(zhǎng)大、成膜。

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(duì)濺射法具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)，包括較高的沉積速度，相對(duì)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(shì)，包括在沉積多元合金薄膜時(shí)化學(xué)成分容易控制，沉積層對(duì)襯底的附著力較好等。

真空蒸鍍技術(shù)

在真空蒸鍍技術(shù)中，人們只需要產(chǎn)生一個(gè)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(shí)現(xiàn)真空蒸鍍薄膜沉積。

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(gè)步驟組成:

• 蒸發(fā)源材料由凝聚相轉(zhuǎn)變成氣相；

• 在蒸發(fā)源與基片之間蒸發(fā)粒子的輸運(yùn);

• 蒸發(fā)粒子到達(dá)基片后凝結(jié)、成核、長(zhǎng)大、成膜。

蒸發(fā)源分類

1. 電阻加熱蒸發(fā)

2. 電子束加熱蒸發(fā)

3. 電弧加熱蒸發(fā)

4. 激光加熱蒸發(fā)

真空蒸發(fā)的影響因素

• 物質(zhì)的蒸發(fā)速度

• 元素的蒸汽壓

• 薄膜沉積的均勻性

• 薄膜沉積的純度

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。

濺射法工藝

濺射法利用帶有電荷的離子在電場(chǎng)中加速后具有一定動(dòng)能的特點(diǎn)，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(dòng)能，并且會(huì)沿著一定的方向射向襯底，從而實(shí)現(xiàn)在襯底上薄膜的沉積。

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。

?化學(xué)氣相沉積(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(chǎng)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。

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)

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(gè)基本部分

(1)反應(yīng)氣體和載氣的供給和計(jì)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。

影響CVD薄膜的主要參數(shù)

1.反應(yīng)體系成分

2.氣體的組成

3.壓力

4.溫度

最基本的CVD裝置

高溫和低溫CVD裝置

低壓CVD (LPCVD)裝置

等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)裝置

激光輔助CVD裝置

金屬有機(jī)化合物CVD (MOCVD)裝置

?PVD與CVD的比較