薄膜物理与技术复习资料(4)

2021-01-20 18:47

偏压溅射: 基片施加负偏压,在淀积过程中,基片表面将受到气体粒子的稳定轰击,随时消除可能进入薄膜表面的气体,有利于提高薄膜纯度,并且也可除掉粘除力弱的淀积粒子,对基片进行清洗,表面净化,还可改变淀积薄膜的结构。

射频溅射: 可以用射频辉光放电解释。等离子体中的电子容易在射频场中吸收能量并在电场内振荡,与工作气体的碰撞几率增大,从而使击穿电压和放电电压显著降低。

磁控溅射:使用了磁控靶,施加磁场来改变电子的运动方向,束缚并延长电子运动轨迹,进而提高电子对工作气体的电离效率和溅射沉积率。在阴极靶的表面上形成一个正交的电磁场。 溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速成为高能电子,但是它并不直接飞向阳极,而在电场和磁场的作用下作摆线运动。高能电子束缚在阴极表面与工作气体分子发生碰撞,传递能量,并成为低能电子。

离子束溅射:离子源、屏蔽罩。由大口径离子束发生源引出惰性气体,使其照射在靶上产生建设作用,利用溅射出的粒子淀积在基片上制得薄膜。 第五章

1.CVD热力学分析的主要目的?

CVD热力学分析的主要目的是预测某些特定条件下某些CVD反应的可行性(化学反应的方向和限度)。在温度、压强和反应物浓度给定的条件下,热力学计算能从理论上给出沉积薄膜的量和所有气体的分压,但是不能给出沉积速率。热力学分析可作为确定CVD工艺参数的参考 2.CVD过程自由能与反应平衡常数的过程判据? 有关。 Gr与反应系统的化学平衡常数 KP

3.CVD热力学基本内容?反应速率及其影响因素?

按热力学原理,化学反应的自由能变化 r 可以用反应物和生成物的标准自由能 G来计算,即

E

RT

Gr 2.3RTlogKP

KP Pi(生成物)

i 1

n

P(反应物)

jj 1

m

Gr Gf(生成物) Gf(反应物)

Ae

较低衬底温度下, τ随温度按指数规律变化。较高衬底温度下,反应物及副产物的扩散速率为决定反应速率的主要因素。

4.热分解反应、化学合成反应及化学输运反应及其特点?

热分解反应:在简单的单温区炉中,在真空或惰性气体保护下加热基体至所需温度后,导入反应物气体使之发生热分解,最后在基体上沉积出固体图层。 特点:主要问题是源物质的选择和确定分解温度。选择源物质考虑蒸气压与温度的关系,注意在该温度下的分解产物中固相仅为所需沉积物质。 化学合成反应:化学合成反应是指两种或两种以上的气态反应物在热基片上发生的相互反应。 特点:比热分解法的应用范围更加广泛。可以制备单晶、多晶和非晶薄膜。容易进行掺杂。

化学输运反应:将薄膜物质作为源物质(无挥发性物质),借助适当的气体介质与之反应而形成气态化合物,这种气态化合物经过化学迁移或物理输运到与源区温度不同的沉积区,在基片上再通 T = T1 T2过逆反应使源物质重新分解出来,这种反应过程称为化学输运反应。 特点: 不能太大;平衡常数KP接近于1。 5.CVD的必要条件?

1.在沉积温度下,反应物具有足够的蒸气压,并能以适当的速度被引入反应室; 2.反应产物除了形成固态薄膜物质外,都必须是挥发性的; 3.沉积薄膜和基体材料必须具有足够低的蒸气压, 6.什么是冷壁CVD?什么是热壁CVD?特点是什么?


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