Chemical vapor deposition, CVD 化學氣相沈積
化學氣相沈積(Chemical vapor deposition, CVD)技術是利用含有欲鍍薄膜成分的一種或多種氣體化合物;是指以單獨的或綜合的利用熱能、電漿放電、紫外光照射等形式的能源,使氣態物質在固體的熱表面上發生氧化,還原或與基板反應之方式進行化學反應並在該表面上沈積,形成穩定的固態物質膜的過程。這種薄膜沈積方式主要涉及化學反應,故以「化學」氣相沈積法稱之。
經常使用的CVD技術有:
(1)「大氣壓化學氣相沈積」(Atmospheric pressure CVD、縮寫APCVD)系統
(2)「低壓化學氣相沈積」(Low pressure CVD、縮寫LPCVD)系統
(3)「電漿輔助化學氣相沈積」(Plasma enhanced CVD、縮寫PECVD)系統。
化學氣相沈積過程所包含五個主要的步驟:
(1)導入反應氣體,以及稀釋用的惰性氣體所構成的混合氣體,稱為『主氣流』(Mainstream)。
(2)主氣流中的反應氣體原子或分子往內擴散移動通過停滯的『邊界層』(Boundary layer)而到達基板表面,稱為「擴散作用」。
(3)反應氣體原子被『吸附』(Adsorbed)在基板上,稱為「吸附作用」。
(4)吸附原子(Adatoms)在基板表面遷徙,並且產生薄膜成長所須要的表面化學反應,稱為「表面化學反應」。
(5)表面化學反應所產生的氣庇生成物被『吸解』(Desorbed),並且往外擴散通過邊界層而進入主氣流中,並由沈積室中被排除。
此技術是半導體積體電路製程中運用極廣泛的薄膜成長方法,諸如介電材料(如SiO2、Si3N4)、半導體(如Si)、導電(W、Al、Cu)等薄膜材料,幾乎」都能用CVD技術完成。
CVD的缺點為披覆時的溫度較高(800℃~1000℃),且因沈積的速度較快(每小時 1~100微米),鍍膜的厚度較大(通常大於10微米)。嚴格地說,CVD為奈米至微米的鍍膜技術,並不是純粹奈米技術。