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(guò)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(guò)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(tái)階覆蓋性?xún)?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(jiǎn)稱(chēng)，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?，氫還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(wú)機(jī)材料的方法。這種技術(shù)*初是作為涂層的手段而開(kāi)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(kāi)發(fā)批量生產(chǎn)的新裝置。

CVD是在含有原料氣體、通過(guò)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(duì)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(guò)程是復(fù)雜的。粉體合成時(shí)，核的生成與成長(zhǎng)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。