冷壁CVD:器壁和原料区都不加热,仅基片被加热,沉积区一般采用感应加热或光辐射加热。缺点是有较大温差,温度均匀性问题需特别设计来克服。适合反应物在室温下是气体或具有较高蒸气压的液体。
热壁CVD:器壁和原料区都是加热的,反应器壁加热是为了防止反应物冷凝。管壁有反应物沉积,易剥落造成污染。 7.什么是开管CVD?什么是闭管CVD?特点是什么?
开口CVD的特点:能连续地供气和排气; 反应总处于非平衡状态;在大多数情况下,开口体系是在一个大气压或稍高于一个大气压下进行的;开口体系的沉积工艺容易控制,工艺重现性好,工件容易取放,同一装置可反复多次使用;有立式和卧式两种形式。
闭管法的优点:污染的机会少,不必连续抽气保持反应器内的真空,可以沉积蒸气压高的物质。缺点:材料生长速率慢,不适合大批量生长,一次性反应器,生长成本高;管内压力检测困难等。关键环节:反应器材料选择、装料压力计算、温度选择和控制等。 8.什么是低压CVD和等离子CVD?
低压CVD:气相输运和反应。低压下气体扩散系数增大,使气态反应物和副产物的质量传输速率加快,形成薄膜的反应速率增加。 等离子CVD:等离子体参与的利用在等离子状态下粒子具有的较高能量,使沉积温度降低化学气相沉积称为等离子化学气相沉积。 第七章
1.薄膜形成的基本过程描述?
薄膜形成分为:凝结过程、核形成与生长过程、岛形成与结合生长过程。 2.什么是凝聚?入射原子滞留时间、平均表面扩散时间、平均扩散距离的概念? 凝聚:吸附原子结合成原子对及其以后的过程
入射原子滞留时间:入射到基体表面的原子在表面的平均滞留时间 a与吸附能Ed之间的关系为 a
0exp(Ed/kT)
平均表面扩散时间:吸附原子在一个吸附位置上的停留时间称为平均表面扩散时间,用 D表示。它和表面扩散能ED之间的关系是 D平均扩散距离:吸附原子在表面停留时间经过扩散运动所移动的距离(从起始点到终点的间隔)称为平均表面扩散时间,并用
0'exp(ED/kT)。
x表示,它与吸附能Ed和扩散能ED
之间的关系为
x a0exp Ed ED /kT
3.什么是捕获面积?对薄膜形成的影响? 捕获面积:吸附原子的捕获面积
当 S 时,每个吸附原子的捕获面积内只有一个原子,故不能形成原子对,也不能产生凝结。当 S 2 时,发生部分凝结。平均每个吸附原子的捕获面积内有一个或两个吸附原子,可形成1
原子对或三原子团。在滞留时间内,一部分吸附原子有可能重新蒸发掉。当 时,每个吸附原子的捕获面积内至少有两个吸附原子。可形成原子对或更大的原子团,从而达到完全凝结。 4.凝聚过程的表征方法?
SD Nno
1 S 2
凝结系数(单位时间内,完全凝结的气相原子数与入射到基片表面上的总原子数之比)、粘附系数(单位时间内,再凝结的气相原子数与入射到基片表面上的总原子数之比)、热适应系数(表征入射气相(或分子)与基体表面碰撞时相互交换能量的程度的物理量称为热适应系数)。 5.核形成与生长的物理过程。
岛状生长模式、层状生长模式、层岛混合模式