關鍵詞：薄膜制備，PVD，CVD，鍍膜工藝

薄膜制備工藝包括

薄膜制備方法的選擇

基體材料的選擇及表面處理

薄膜制備條件的選擇和薄膜結構、性能與工藝參數的關系等

?物理氣相沉積（PVD）

這種薄膜制備方法相對于下面還要介紹的化學氣相沉積方法而言，具有以下幾個特點：

• 需要使用固態的或者熔化態的物質作為沉積過程的源物質。

• 源物質要經過物理過程進入氣相。

• 需要相對較低的氣體壓力環境。

• 在氣相中及襯底表面并不發生化學反應。

物理氣相沉積法過程的三個階段：

• 從原材料中發射出粒子；

• 粒子運輸到基片；

• 粒子在基片上凝結、成核、長大、成膜。

物理氣相沉積技術中最為基本的兩種方法就是蒸發法和濺射法，另外還有離子束和離子助等等方法。

蒸發法相對濺射法具有一些明顯的優點，包括較高的沉積速度，相對較高的真空度，以及由此導致的較高的薄膜質址等。

濺射法也具有自己的一些優勢，包括在沉積多元合金薄膜時化學成分容易控制，沉積層對襯底的附著力較好等。

真空蒸鍍技術

在真空蒸鍍技術中，人們只需要產生一個真空環境。在真空環境下，給待蒸發物提供足夠的熱量以獲得蒸發所必需的蒸氣壓。在適當的溫度下，蒸發粒子在基片上凝結，這樣即可實現真空蒸鍍薄膜沉積。

大量材料皆可以在真空中蒸發，最終在基片上凝結以形成薄膜。真空蒸發沉積過程由三個步驟組成:

• 蒸發源材料由凝聚相轉變成氣相；

• 在蒸發源與基片之間蒸發粒子的輸運;

• 蒸發粒子到達基片后凝結、成核、長大、成膜。

蒸發源分類

1. 電阻加熱蒸發

2. 電子束加熱蒸發

3. 電弧加熱蒸發

4. 激光加熱蒸發

真空蒸發的影響因素

• 物質的蒸發速度

• 元素的蒸汽壓

• 薄膜沉積的均勻性

• 薄膜沉積的純度

薄膜沉積的純度

• 蒸發源的純度；

• 加熱裝置、坩堝可能造成的污染；

• 真空系統中的殘留氣體。

濺射法工藝

濺射法利用帶有電荷的離子在電場中加速后具有一定動能的特點，將離子引向欲被濺射的靶電極。在離子能量合適的情況下，入射的離子將在與靶表面的原子的碰撞過程中使后者濺射出來。這些被濺射出來的原子將帶有一定的動能，并且會沿著一定的方向射向襯底，從而實現在襯底上薄膜的沉積。

濺射法分類

(1)直流濺射;

(2)高頻濺射;

(3)磁控濺射；

(4)反應濺射；

(5)離子鍍。

?化學氣相沉積(CVD)

技術被稱化學氣相沉積(CVD)顧名思義，利用氣態的先驅反應物，通過原子、分子間化學反應的途徑生成固態薄膜的技術。

特別值得一提的是，在高質量的半導體晶體外延技術以及各種絕緣材料薄膜的制備中大量使用了化學氣相沉積技術。比如，在MOS場效應管中，應用化學氣相方法沉積的薄膜就包括多晶Si、 SiO2、SiN等。

CVD所涉及的化學反應類型

1.熱解反應

2.還原反應

3.氧化反應

4.化合反應

5.歧化反應

6.可逆反應

CVD化學氣相沉積裝置：一般來講，CVD裝置往往包括以下幾個基本部分

(1)反應氣體和載氣的供給和計量裝置;

(2)必要的加熱和冷卻系統;

(3)反應產物氣體的排出裝置。

影響CVD薄膜的主要參數

1.反應體系成分

2.氣體的組成

3.壓力

4.溫度

最基本的CVD裝置

高溫和低溫CVD裝置

低壓CVD (LPCVD)裝置

等離子體增強CVD(PECVD)裝置

激光輔助CVD裝置

金屬有機化合物CVD (MOCVD)裝置

?PVD與CVD的比較