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所谓PVD是原子直接以气态形式从淀积源运动到衬底表面从而形成固态薄 膜。它是一种近乎万能的薄膜技术,应用PVD技术可以制备化合物、金属、合金 等薄膜,PVD主要可以分为蒸发淀积、溅射淀积。蒸发淀积是常用真空薄膜淀积技术
所谓PVD是原子直接以气态形式从淀积源运动到衬底表面从而形成固态薄 膜。它是一种近乎万能的薄膜技术,应用PVD技术可以制备化合物、金属、合金 等薄膜,PVD主要可以分为蒸发淀积、溅射淀积。蒸发淀积是将源的温度加热到 高温,利用蒸发的物理现象实现源内原子或分子的运输,因而需要高的真空,蒸 发淀积中应用比较广泛的热蒸发和电子束蒸发。电子束蒸发和热蒸发主要是加热 方式不同,热蒸发的特点是工艺简单、成本低,由于热蒸发的受自身的加热方式 限制,很难达到很高的温度,因此不适合制备难熔金属和一些高熔点的化合物, 同时因为热蒸发是通过加热坩蜗来加热坩蜗内的金属,而坩蜗在高温下会也会存 在蒸发现象,所以热蒸发的最大的缺点是淀积过程中容易引入污染。电子束蒸发 最大的优点是几乎不引入污染。因为其加热方式是电子束直接轰击金属,同时电 子束蒸发可以制备更多种类的薄膜,唯一的缺点是在淀积过程中会有X射线是热蒸发和电子束蒸发的比较。溅射可以分为直流溅射、直流磁控溅射、 射频溅射、溅射主要利用惰性气体的辉光放电现象产生离子,用高压加速离子轰 击靶材产生加速的靶材原子从而淀积在衬底表面,溅射技术的最大优点是理论上 它可以制备任何真空薄膜,同时在台阶覆盖和均匀性上要优于蒸发淀积。表2 是蒸发和溅射技术的比较。当然,除了上文介绍的主流PVD,还有激光脉冲淀积、 等离子蒸发、分子束外延等补充形式。
CVD 一词最早出现在20世纪6O年代,所谓CVD是反应物以气态到达加热的 衬底表面发生化学反应,形成固态薄膜和气态产物。利用化学气相淀积可以制备, 从金属薄膜也可以制备无机薄膜。化学气相淀积种类很多,主要有:常压CVD (APCVD),低压CVD(LPCVD)、超低压CVD(VLPCVD)、等离子体增强型CVD (PECVD)、激光增强型CVD(LECVD),金属氧化物CVD(MOCVD),其他还有电 子自旋共振CVD(ECRCVD)、汽相外延(VPE)等方法,按着淀积过程中发生化 学的种类不同可以分为热解法、氧化法、还原法、水解法、混合反应等CVD制 备的薄膜最大的特点是致密性好、高效率、良好的台阶覆、孔盖能力、可以实现 厚膜淀积、以及相对PCV的低成本;缺点是淀积过程容易对薄膜表面形成污染、 对环境的污染等,常压CVD(APCVD)的特点是不需要很好的真空度、淀积速度 非常快、反应受温度影响不大,淀积速度主要受反应气体的输运速度的影响[10]。 LPCVD的特点是其良好的扩散性(宏观表现为台阶覆盖能力),反应速度主要受 淀积温度的影响比较大,另外温度梯度对淀积的薄膜性能(品粒大小、应力等) 有很大的影响[11]。PECVD最大的特点是反应温度低(200 —400C )和良好的台 阶覆盖能力,可以应用在AL等低熔点金属薄膜上淀积,主要缺点是淀积过程引 入的粘污;温度、射频、压力等都是影响PECVD工艺的重要因素。MOCVD的主要 优点是反应温度低,广泛应用在化合物半导体制备上。

