第4章-化学气相沉积.pptVIP

化学气相沉积;4.1 化学气相沉积合成方法发展;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;二、化学气相沉积法原理;热分解反应： 在真空或惰性气氛下将衬底加热到一定温度后导入反应气态源物质使之发生 热分解，最后在衬底上沉积出所需的固态材料。 氢化物分解： 金属有机化合物的热分解： 氢化物和金属有机化合物体系的热分解 其他气态络合物及复合物的热分解 ;氧化还原反应： 一些元素的氢化物及有机烷基化合物常常是气态的或者是易于挥发的液体或固体，CVD技术中如果同时通入氧气，在反应器中发生氧化反应时就沉积出相应于该元素的氧化物薄膜。 氢还原法是制取高纯度金属膜的好方法，工艺温度较低，操作简单，因此有很大的实用价值。 ;化学合成反应： 由两种或两种以上的反应原料气在沉积反应器中相互作用合成得到所需要的无机薄膜或其它材料形式的方法。与热分解法比，这种方法的应用更为广泛，因为可用于热分解沉积的化合物并不很多，而无机材料原则上都可以通过合适的反应合成得到。 ;化学输运反应： 把所需要沉积的物质作为源物质，使之与适当的气体介质发生反应并形成一种气态化合物。这种气态化合物经化学迁移或物理载带而输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆向反应生成源物质而沉积出来。这样的沉积过程称为化学输运反应沉积。也有些原料物质本身不容易发生分解，而需添加另一种物质（称为输运剂）来促进输运中间气态产物的生成。 ;等离子体增强反应： 在低真空条件下，利用DC、AC、RF、MW或ECR等方法实现气体辉光放电在沉积反应器中产生等离子体。由于等离子体中正离子、电子和中性反应分子相互碰撞，可以大大降低沉积温度。例如硅烷和氨气的反应在通常条件下，约在850℃左右反应并沉积氮化硅，但在等离子体增强反应的条件下，只需在350℃左右就可以生成氮化硅。;其它能源增强反应： 采用激光、火焰燃烧法、热丝法等其它能源也可以实现增强反应沉积的目的。;二、化学气相沉积法原理;二、化学气相沉积法原理;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;二、化学气相沉积法原理;4.2 化学气相沉积原理;二、化学气相沉积法原理;二、化学气相沉积法原理;4.2 化学气相沉积原理;4.2 化学气相沉积原理;三、化学气相沉积法适用范围;三、化学气相沉积法适用范围;三、化学气相沉积法适用范围;三、化学气相沉积法适用范围;三、化学气相沉积法适用范围;一、化学气相沉积法合成生产工艺种类;一、化学气相沉积法合成生产工艺种类;一、化学气相沉积法合成生产工艺种类;一、化学气相沉积法合成生产工艺种类;二、化学气相沉积法合成生产装置;二、化学气相沉积法合成生产装置;常压单晶外延和多晶薄膜沉积装置;热壁LCVD装置;等离子体增强CVD装置;MOCVD装置;履带式常压CVD装置;模块式多室CVD装置;三、化学气相沉积法合成工艺参数;三、化学气相沉积法合成工艺参数;金属催化颗粒;Si基片的腐蚀;样品由高纯的纳米碳管组成，碳管呈弯曲状相互缠绕在一起；碳纳米管呈中空结构，表面未见无定形碳存在，所得碳管结构为多晶。 ;碳管总体取向性良好，能够在硅衬底上形成致密的碳纳米管层，碳管直径分布均匀；但从单根碳纳米管来看，管壁较为弯曲，存在较多缺陷 ;实验采用C2H2-H2混合气体为源气体，C2H2/C2H2-H2=3/5，气体流速100ccm，气压50Torr，采用2cm见方的Al盘为基底，阴极与阳极间距(L)2cm，阳极和基底间距(D)为3cm。;通过脉冲放电产生等离子体，在基底上沉积薄膜，实验用脉冲频率为800Hz，能率比为20%，峰值电流为1.4A，沉积时间10min，气体流速100ccm，采用热电偶测量基底温度。由Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O合成的Co-Fe复合材料作为形成多孔结构的催化剂，催化剂膜在多孔碳层之前沉积到Al基上 ;薄膜中晶粒尺寸为0.05μm，微孔尺寸为0.1μm，这些类晶结构和多孔结构有助于形成大的表面积 ;实验中选用3个电阻加热炉，将称好的MoO3和S粉分别放在2个钼舟中，盛放S粉的钼舟应放在a炉的中部，盛放MoO3 粉的钼舟放在 b炉的中部。根据S和MoO3的挥发温度分别设置a炉和b炉的温度，c炉为反应室中S和MoO3蒸气发生反应生成IF- MoS2提供能量 ;称量S40g和MoO315g粉末，分别放在a、b炉的中部，分别将 a 、b、c炉的炉温设定在250，840，900℃，升温过程中通小流量的氩气作为保护气体。当三个炉的温度升到设定的温度，通氩气 1cm3/min作为保护和载流气体，在设定的温度下保温8h，在氩气气氛中将系统冷却至室温，得纯度为99％灰黑色MoS