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PVD与CVD性能比较 CVD定义： 通过气态物质的化学反应在衬底上淀积一层薄膜材料的过程。 CVD技术特点： 具有淀积温度低、薄膜成分和厚度易于控制、均匀性和重复性好、台阶覆盖优良、适用范围广、设备简单等一系列优点。 CVD方法几乎可以淀积集成电路工艺中所需要的各种薄膜，例如掺杂或不掺杂的SiO2、多晶硅、非晶硅、氮化硅、金属(钨、钼)等。 影响台阶覆盖性的关键在于气相沉积技术的“绕镀性”。 气相沉积技术按照其原理可以分为化学气相沉积(CVD, Chemical Vapor Deposition)和物理气相沉积(PVD, Physical Vapor Deposition)。 CVD相对于PVD，有什么优点？ 跟材料特性相关的性质——结晶性和理想配比都比较好 薄膜成分和膜厚容易控制 *淀积温度低 *台阶覆盖性好（step coverage) 化学气相淀积系统 气态源或液态源 气体输入管道 气体流量控制系统 反应室 基座加热及控制系统 温度控制及测量系统 减压系统（LPCVD和PECVD) CVD系统的分类 常压化学气相淀积(APCVD) 低压化学气相淀积(LPCVD) 等离子增强化学气相淀积(PECVD) 化学气相沉积(CVD) CVD 是利用等离子体激励、加热等方法，使反应物质在一定温度和气态条件下，发生化学反应并以生成的固态物质，沉积在适当位置的基体表面，进而制得的固态薄膜或涂层的工艺技术。 优点: CVD 可以在真空低的条件下沉积涂层，各种氮化物、碳化物、氧化物、硼化物、硅化物涂层的制备，可在低于其熔点，或分解温度的沉积温度下进行，设备简单，同一种膜的制备可选用不同的化学反应，灵活性比较大，即反应原料的成分，不仅可以调节和改变，又能控制涂层的特性和成分。因为绕镀性好，适合用于形状复杂的零件和沉积内壁、内孔等的镀膜。 缺点: 工艺温度高在应用上受到限制，针对局部表面沉积涂层时，没有 PVD 技术方便，沉积速率不是很高，比溅射镀膜还要低，镀膜后需真空热处理。制备的涂层表面粗糙，需要采取措施解决环境污染问题。 物理气相沉积(PVD) PVD 是一种利用溅射，或蒸发等之类的物理气相方法，在真空环境中的衬底上凝聚，形成涂层的过程。目前，PVD 的主要方法有溅射镀膜、真空蒸发镀膜、电弧、空心阴极、活性反应等离子体镀膜。 优点: PVD 技术制备出的薄膜具有硬度和强度高、热稳定性好、耐磨性好、化学性能稳定、摩擦系数低、组织结构致密等优点。与 CVD 相比低温沉积且薄膜内部的压应力状态，对硬质合金精密复杂刀具的涂层更为适合。PVD 工艺无污染，可实现绿色化制造。PVD 涂层技术，不仅广泛用于各种切削加工刀具、钻头等的涂层处理，而且，涂层成分也由单层涂层、多元涂层发展到多元复合涂层。 缺点: PVD 技术制备涂层薄膜要求基体的清洁度高，由于绕镀性差，使得覆盖台阶、复杂零件等的能力差，工艺重复性不好且加工成本高。 利用某种物理过程，例如蒸发或者溅射现象实现物质的转移，即原子或分子由源转移到衬底表面上，并淀积成薄膜。 PVD基本方法 蒸发（Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体） 溅射 蒸发 在真空系统中加热蒸发源，使原子获得足够的能量，可以脱离金属表面的束缚成为蒸汽原子，淀积在晶片上。 溅射 真空系统中充入惰性气体，在高压电场作用下，气体放电形成的离子被强电场加速，轰击靶材料，使靶原子逸出并被溅射到晶片上。 PVD的发展： 蒸发 蒸发优点： 较高的淀积速率 薄膜纯度高，厚度控制精确 生长机理简单 蒸发缺点： 台阶覆盖能力差 工艺重复性不好 淀积多元化合金薄膜时，组分难以控制 溅射 溅射优点： 淀积薄膜与衬底附着性好 淀积多元化合金薄膜时组分容易控制 较高的薄膜溅射质量 高纯靶材 高纯气体
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