化学气相沉积的原理
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化学气相沉积技术是应用气态物质在固体上产生化学反应和传输反应等并产生固态沉积物的一种工艺,它大致包含三步:
(1)形成挥发性物质 ;
(2)把上述物质转移至沉积区域 ;
(3)在固体上产生化学反应并产生固态物质 。基本的化学气相沉积反应包括热分解反应、化学合成反应以及化学传输反应等集中。
等离子体增强化学气相沉积的主要过程
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术是借助于辉光放电等离子体使含有薄膜组成的气态物质发生化学反应,从而实现薄膜材料生长的一种新的制备技术。由于PECVD技术是通过应气体放电来制备薄膜的,有效地利用了非平衡等离子体的反应特征,从根本上改变了反应体系的能量供给方式。PCVD与传统CVD技术的区别在于等离子体含有大量的高能量电子,这些电子可以提供化学气相沉积过程中所需要的激发能,从而改变了反应体系的能量供给方式。一般说来,采用PECVD技术制备薄膜材料时,薄膜的生长主要包含以下三个基本过程:
首先,在非平衡等离子体中,电子与反应气体发生初级反应,使得反应气体发生分解,形成离子和活性基团的混合物;
其二,各种活性基团向薄膜生长表面和管壁扩散输运,同时发生各反应物之间的次级反应;
然后,到达生长表面的各种初级反应和次级反应产物被吸附并与表面发生反应,同时伴随有气相分子物的再放出。