CVD化学与薄膜工艺0305.pptVIP

化学气相淀积与薄膜工艺Chemical Vapor Deposition Thin Film Technology 孟广耀 Tel:3603234 Fax:3607627 mgym@ustc.edu.cn 中国科学技术大学 材料科学与工程系 固体化学与无机膜研究所 Ch.1绪论；化学气相淀积（CVD） － 一个重要的科学技术领域 1。1 化学气相淀积（CVD）: 概念、定义及其基本特点 SiHCl3+H2=Si+3HCl MOCVD Growth Ga(CH3)3 + AsH3 ? 3CH4 + GaAs 1.2 CVD:学科与技术范围 1.3 CVD 与 新材料 1.4 CVD 与高新技术 中国科技大学国体化学与无机膜研究所 研制经历（研究课题） 本实验室研究基础和技术性积累 1.5 本课程的内容 1.6 主要参考书目和资料 1.7 教学方式与考核 课程论文参考选题 * * 1。1 化学气相淀积（CVD）: 概念、定义及其基本特点 1。2 学科与技术范围 1。3 CVD与新材料 1。4 CVD 与高新技术 1。5 本课程的内容 1。6 主要参考 1。7 教学方式与考核 定义：CVD是通过气态物质在气相或气/固界面上发生反 应生成固态材料的过程 突出的特点－ ★原子、分子水平上化学合成材料 － 高度适应性和创新性 ★ 高纯度材料 － 基于CVD源可以通过气相过程得到高纯度 ★ 组成和结构可控性 － 制备工艺重现性 ★ 广泛的适应性与多用性 ★ 材料制备与器件制作的一致性 ★ 设备较简单、操作简易、易于实现文集自动控制… 图 1－1 氯硅烷氢还原法生产多晶硅装置简图[172] 薄膜生长 前驱物气体 衬底 托架 卧式反应器 衬底 立式反应器 气相输运 载气 载气 气态源 液态源 固态源 前驱物气体 前驱物/源 挥发 纳米粉制备 Ref: Yu-Cardona ? CVD过程中的化学反应－ CVD化学原理 ? 源的化学合成 ? 源的提供－ 气相质量输运与流体力学 ? CVD系统的热力学 － 目标产物的形成 ? CVD过程动力学与生长机制 ? CVD 掺杂生长与材料层的物性 ? 衬底材料与生长层的相合作用 ? CVD系统设计（反应、装置、 ? CVD技术的发展与集成 ? 物质的合成与纯化 ? 超微（纳米）粉体 ? 研制无机新晶体 ? 单晶膜的外延生长 ? 制备多晶陶瓷膜 ? 制备非晶（玻璃）或无定形膜 ? 晶须和其它一维材料的制备 ? 复合材料的合成 ? 。。。。。。 ? 微电子性工艺－大规模集成电路技术 ? 半导体光电技术 ? 信息技术与光纤通讯－信息高速公路 ? 新能源：太阳能利用，燃料电池 ? 超导技术 ? 传感器技术 ? 保护涂层技术 CVD技术也随着高新技术的发展的要求而发展 ★硅烷热解法（CVD）高纯硅材料的制备（1970－1972） ★GaN发光薄膜和器件（卤化物法CVD， 1975－1985） ★气敏半导体材料的合成：（RF）PCVD（1979－1986） ★微波等离子体CVD法非晶硅太阳电池膜（1984－1987） ★微波等离子体CVD法金刚石薄膜（1986－1988） ★PCVD法制备YSZ氧离子体薄膜（1987－1990） ★ MOCVD法研制YBCO高温超导薄膜（1988－1992） ★化学喷雾热解法制备YBCO薄膜（1988-1989） ★ CVD 法制备SnO2超细粉（1990-1995） ★氮化铝陶瓷膜的微波等离子体CVD合成（1993-1995） ★氧化物纳米微孔膜CVD缩孔与改性（1994-1996） ★ 质子导体纳米膜的CV D制备与性能（1995-1997） ★无机膜的软化学合成与传质过程（1997-2000） ★薄膜化SOFC的气溶胶CVD制备研究（2000－2002） ★ 脉冲气溶胶CVD制备功能氧化物多层膜（2003－2005） ★本实验室先后承担过的有关CVD的研究课题如下： ●CVD法GaN发光材料薄膜研制（1975-85）中科院院内合作项目 ●新型氧离子导体材料和氧传感器研制（84-87）国家自然科学基金 ●金属有机化合物热解行为和MOCVD（86-89）高技术新材料探索课题 ●氧化物高温超导薄膜的MOCVD法研制（88-90）国家超导攻关项目 ●化学喷雾热解法制备YBCO薄膜（88-89）国家自然科学基金 ●CVD 法制备气敏材料 SnO2超细粉（90-95） 八五科技攻关项目 ●氮化铝陶瓷膜的微波等离子体CVD合成（93-95）国家自然科学基金 ●氧化物纳米微孔膜CVD缩孔与改性（94-96）国家自然科学基金 ●质子导体纳米膜的