PVDCVD设备介绍(PPT 45页)

❖ 硬度：2800HV
精选ppt课件202涂1 膜厚度：2-4微米 14
❖ 热稳定性：550 oC或1000 oF
❖ 氮化碳钛（TiCN）
❖ 氮化碳钛（TiCN）涂膜呈中灰色或古铜色，表 面硬度接近90洛氏硬度，摩擦系数约为3。氮化 碳钛（TiCN）涂层的热稳定性可达750 oF。涂布 氮化碳钛涂层的刀具，其防止研磨料、易胶粘料 以及难加工材料（如：铸铁、铝合金、工具钢、 铜、钛合金等）的磨损作用加强了。对刀具进行 氮化碳钛（TiCN）涂膜，可使其寿命延长8倍之 多，同时提高了进给速度和进给量。当然了，延 长刀具寿命和提高进给速度、进给量也和其它一 些因素有关，比如具体的操作类型、冷却剂类型 等。
❖ 擅长多领域市调分析，著重成长市场的
Business Communications Company, Inc.
（总公司：康州），调查分析了物理气相沉积
法的全球市场后，出版了一本综合报告书
"Physical Vapor Deposition (PVD)"。报告书
内容包括：沉积技术与未来趋势概要、PVD 的
❖ 硬度：3000HV
❖ 涂膜厚度：2-4微米
❖ 热稳定性：400 oC或精选7pp5t课0件2o02F1
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❖ 氮化铝钛（TiAlN） ❖ 氮化铝钛（TiAlN）涂膜呈紫黑色，表面硬度高
于80洛氏硬度，摩擦系数比氮化钛（TiN）涂膜要 小。涂布氮化铝钛涂膜的刀具，在加工研磨料、 易胶粘料以及难加工材料（如：铸铁、铝合金、 工具钢、镍合金等）的性能明显加强了。
速并与反应气体生成金属化合物（如TiN），最后 沉积在工件表面。与其它真空镀膜方法相比,电弧 镀膜具有离化率高，可镀多种膜层，膜层质量好，

cvd或pvd镀膜原理CVD或PVD镀膜原理引言：随着科技的不断进步，各种高科技产品的需求也越来越大。

在许多电子产品和工业设备中，镀膜技术被广泛应用。

其中，CVD（化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）是两种常见的镀膜方法。

本文将重点介绍这两种方法的原理及其应用。

一、CVD镀膜原理：CVD是一种基于气相反应的镀膜技术。

其原理是通过在高温和低压环境下，将气体中的化学物质分解并沉积在基底表面上，形成一层致密且均匀的薄膜。

具体步骤如下：1. 基底表面的预处理：在进行CVD镀膜之前，需要对基底表面进行预处理，以去除杂质和提高表面的粗糙度，以便更好地与镀膜层结合。

2. 反应物的供给：在CVD过程中，需要提供反应物。

这些反应物可以是气体或液体形式，根据需要选择不同的反应物。

例如，金属气体、有机化合物或金属有机化合物可以作为反应物。

3. 反应室的设置：CVD镀膜通常在封闭的反应室中进行。

反应室内的温度和压力可以根据所需的镀膜材料和薄膜性质进行调节。

4. 反应过程：在反应室内，反应物会在高温下分解，并与基底表面上的活性位点发生反应，生成新的化合物。

这些化合物在基底表面沉积，逐渐形成一层均匀的薄膜。

5. 薄膜性质的调节：通过调节反应室内的温度、压力和反应物的浓度，可以控制薄膜的成分、结构和性质。

这些参数的调节可以实现对薄膜的硬度、抗腐蚀性、电学性能等特性的控制。

6. 后处理：在CVD过程结束后，需要对镀膜进行后处理，以去除残余的反应物和提高薄膜的质量。

这可以通过热处理、溶剂洗涤或化学处理等方法来实现。

二、PVD镀膜原理：PVD是一种基于物理过程的镀膜技术。

其原理是通过蒸发或溅射源，将固体材料转化为气体或离子态，并沉积在基底表面上，形成一层致密且均匀的薄膜。

具体步骤如下：1. 蒸发源或溅射源的选择：PVD镀膜过程需要使用蒸发源或溅射源来提供镀膜材料。

蒸发源可以是电子束蒸发源或电阻加热蒸发源，而溅射源可以是直流或射频溅射源。

(g/cm2· s)
(4)
② 凝结速Na：
——蒸发源对基片单位面积的沉积速率。 Na与系统的几何形状、源与基片的相对位置、蒸发速率有关
设：a. 忽略碰撞，直线运动；
点源,球面发射： N AN e cos a 2
b.
A r
4r
(1/cm2· s)
(5)
小型圆平面源：
AN e cos cos Nd r 2
3. 蒸镀分馏问题
由于各组分的饱和蒸气压不同，因而蒸发速率不同，造成 沉积膜的成分与母体不同（分馏），薄膜本身成分也随厚 度而变化（分层）。 合金在蒸发时会发生分馏
设：物质含A，B成分，MA、MB，PA、PB， 则由（3）式，得 ：
N A C A PA N B C B PB
MB MA
(14)
a. Te与材料性质有关； b. Te与蒸发速率有关， 蒸发速率↘， Te ↘； c. Te与表面粗糙度有关， 表面粗糙度大， Te↗。
Te低一些好！ 特点：可精确控制膜厚， 获得高洁净度的膜层！
图 8.2.9 蒸发速率和基片温度对 Ge （111） 基片上所镀Ge膜结构的影响
二、溅射镀膜
1.概述
图8.2.10 辉光放电
3. 溅射机理——两种假说 （1）Hippel理论（1926提出） 离子轰击靶产生的局部高温使靶材料（阴 极材料）的局部蒸发，在阳极上沉积制膜。
（2）动能转移机理 （Stark,1909，Langmuir, Henschk）
(I) 溅射出的原子能量比热蒸发原子能量高一个数量级； (II)轰击离子存在一个临界能量，低于这个能量，不能产生溅 射； (Ⅲ)溅射系数=溅射原子数/轰击离子数,既与轰击离子的能量 1 mv 2 有关，也与轰击离子的质量有关 ( ,动能转移 )； 2 (Ⅳ)离子能量过高，溅射系数反而下降,可能是因为离子深入 到靶材内部，能量没有交给表面附近原子的缘故； (Ⅴ)溅射原子出射的角分布，对于单晶靶材，粒子主要沿几个 方向出射。 最强的出射方向对应于晶格中原子最密集排列的方向，这 种现象可用“聚焦碰撞”解释。

RPSC (Remote Plasma Source Clean)
Clean Gas （NF3、Ar）
Process Gas
（SiH4、N2O、N2 、NH3 etc.）
Glass
13~14 MHz RF (For Deposition )
diffuser
Deposition: SiNX, Si, SiO2, etc.
一、CVD的概念、特点
2、优点
（1）成膜速度快
每分钟可达几个μm甚至达到数百μm。同一腔室中可放置大量工件，能 同时制得均匀的镀层;
（2）膜层均匀性好
CVD反应在低真空进行，镀膜的均匀性好，对于形状复杂表面或工件 深孔、细孔都能均匀镀覆，获得平滑的沉积表面;
（3）膜层性能好
能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。
一、CVD的概念、特点
3、不足
（1）反应温度太高
许多基体材料都耐受不住CVD的高温，因此应用上受到一定限制。
（2）需要采取防止环境污染的措施
在不少场合下，参加沉积的反应源和反应后的余气易燃、易爆或有毒；对 设备来说，往往还有耐腐蚀的要求。
（3）PECVD工艺控制较困难
关联因素：外加电源功率、频率，气体流量、总压强以及衬底温度、反应 装置与射频电源的阻抗匹配等各种因素都会影响到成膜速率和膜的质量。
CVD工艺设备介绍
• 二、CVD原理介绍---PECVD
二、CVD原理介绍-PECVD 1、PECVD定义
PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor ) Deposition
(等离子体增强化学气相沉积)
借助射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学 活性强，促进气体间的化学反应，从而低温下也能在基片上沉积出所期望的薄膜。