第3章 薄膜制备技术.pptVIP

电沉积法虽然工艺简单，但影响因素却相当复杂，薄膜性能不仅决定于电流、电压、温度、溶剂、溶液的pH值及其浓度、还受到溶液的离子强度、电极的表面状态等因素影响，尤其是用电沉积法制备理想的、复杂组成的薄膜材料较为困难。另外，对于基体表面上晶核的生成和长大速度不能控制，制得的化合物半导体薄膜多为多晶态或非晶态，性能不高。 Group 10 * Chemical Bath Deposition （CBD ）vs. CdS Layer 3.8 触媒化学气相沉积 1985年，日本的Matsumura教授采用加热钨丝分解气体的方法，获得了高质量的a-Si:F:H薄膜。作为一种不同于传统化学气相沉积技术的薄膜制备方法，特别是鉴于加热钨丝可能起到的作用，被称为触媒化学气相沉积（Catalytic CVD，简称Cat-CVD）。后来，美国的Mahan教授采用完全一致的方法制备出光照稳定、H含量低的a-Si:H薄膜，并称之为热丝CVD（Hot-Wire CVD）。2000年在日本召开的第一届Cat-CVD（Hot-Wire CVD）国际学术会议更促进了这种新型化学气相沉积技术的发展。 图2－3 Cat-CVD系统装置示意图 在真空条件下，将热丝加热到1500～2500°C的高温，通入含有薄膜材料组分的源气体，气体通过热丝时，在热丝的催化作用下被分解为活性基团，这些活性基团在800～1200°C的基体上反应并生成所需要的薄膜。在这个过程中，热丝的材料、温度、热丝与衬底间的距离、气体种类比例、衬底温度等对薄膜的成核和生长都有影响。 Cat-CVD技术的特点： Cat-CVD具有低温生长的特性，且不存在等离子体引起的损伤，适用于大面积薄膜的制备，并引入较少的H，因此在制备成本、化合物半导体、稳定性等方面显示出很强的优势。 作业： 试比较说明常见的几种蒸发镀膜方法各自的原理及特点。 综述几种主要的溅射方法的原理及特点。 写出5种制备薄膜的方法，并简要描述其中3种制备方法。 试说明磁控溅射的原理和特点。 试解释反应磁控溅射过程中靶中毒现象 查阅有关反应溅射制备氧化物薄膜的资料，写约1000字综述 Questions Compare with DC sputtering, what are the advantages of RF sputtering? What parameters would affect sputter yield? Reactive Magnetron Sputtering Zinc Oxide Thin films Questions Answer It works well with insulating targets; High efficiency The sputter yield depends on: (a) the energy of the incident ions; (b) the masses of the ions and target atoms; (c) the binding energy of atoms in the solid and (d) the incident angle of ions. * * APCVD Atmospheric pressure chemical vapor deposition Operate at 1 atm. Fast deposition rate Continuous May subject to particle contamination. LPCVD 低压化学气相淀积系统（LPCVD）是用加热的方式在低压（50～133Pa）条件下使气态化合物在基片表面反应并淀积形成稳定固体薄膜。LPCVD用于淀积多晶硅（Poly-Si）、氮化硅（Si3N4）、氧化硅（SiO2）等薄膜，广泛应用于半导体集成电路、电力电子及光电子器件生产工艺中。 Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) is a technique in which one or more gaseous reactors are used to form a solid insulating or conducting layer on the surface of a wafer under low pressure and high temperature conditions. 3.5 金属有机化学气相沉积 金属有机化学气相沉积（MOCVD）又叫金属有机气相外延（Metal organic vapor phase epitaxy, MOVPE ），它是利用有机金属热分解进行气相外延生