【正文】 。 ? (5) 反應(yīng)系統(tǒng)裝置的因素 反應(yīng)系統(tǒng)的密封性 、 反應(yīng)管和氣體管道的材料以及反應(yīng)管的結(jié)構(gòu)形式對產(chǎn)品質(zhì)量也有不可忽視的影響 。 開管系統(tǒng)一般在常壓下進(jìn)行 ， 很少考慮總壓力的影響 ， 但也有少數(shù)情況下是在加壓或減壓下進(jìn)行的 。 ? (4) 系統(tǒng)內(nèi)總壓和氣體總流速 ? 這一因素在封管系統(tǒng)中往往起著重要作用 。對沉積層質(zhì)量來說，基體材料是一個十分關(guān)鍵的影響因素。 同一反應(yīng)體系在不同溫度下 ， 沉積物可以是單晶 、多晶 、 無定形物 ， 甚至根本不發(fā)生沉積 。 溫度直接影響反應(yīng)系統(tǒng)的自由能 ， 決定反應(yīng)進(jìn)行的程度和方向 ， 不同沉積溫度對涂層的顯微結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成有直接的影響 。 在材料研制過程中 ，總要通過實(shí)驗(yàn)選擇最佳反應(yīng)物分壓及其相對比例 。反應(yīng)生成的膜不僅會沉積在晶片上，也會沉積在反應(yīng)室的其他部件上，對反應(yīng)室進(jìn)行清洗的次數(shù)和徹底程度也是很重要的。 ? 反應(yīng)室內(nèi)的壓力 ? 晶片的溫度 ? 氣體的流動速率 ? 氣體通過晶片的路程 ? 氣體的化學(xué)成份 ? 一種氣體相對于另一種氣體的比率 ? 反應(yīng)的中間產(chǎn)品起的作用 ? 是否需要其它反應(yīng)室外的外部能量來源加速或誘發(fā)想得到的反應(yīng) ? 沉積薄膜中的變數(shù)： ? 在整個晶片內(nèi)厚度的均勻性和在圖形上的覆蓋特性（后者指跨圖形臺階的覆蓋） ? 薄膜的化學(xué)配比（化學(xué)成份和分布狀態(tài)） ? 結(jié)晶晶向和缺陷密度等。 圖 桶罐式 CVD裝置 、工藝參數(shù)及過程控制 ? 化學(xué)氣相沉積 (CVD)是半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。因此可以一次連續(xù)完成數(shù)種不同的薄膜沉積工作，可以把普通的 CVD和 PECVD組合在一起，也可以把沉積和干法刻蝕工藝組合在一起 。 ? 為了解決這些問題，多室 CVD裝置應(yīng)運(yùn)而生，這種模塊式的沉積反應(yīng)可以拼裝組合，分別在不同的反應(yīng)室中沉積不同的薄膜，見圖 。 圖 履帶式常壓 CVD裝置 (6) 模塊式多室 CVD裝置 ? 制造集成電路的硅片上往往需要沉積多層薄膜，例如沉積 Si3N4和 SiO2兩層膜或沉積 TiN和金屬鎢薄膜。xP2O5復(fù)合物 )，就設(shè)計(jì)了如圖 4.13所示的履帶式裝置，襯底硅片放在保持 400℃ 的履帶上，經(jīng)過氣流下方時就被一層 CVD薄膜所覆蓋。 圖 MOCVD裝置（豎式反應(yīng)室） ? MOCVD設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)主要有三個方面： ? 獲得大面積和高均勻性的薄膜材料； ? 盡量減少管道系統(tǒng)的死角和縮短氣體通斷的間隔時間 ，以生長超薄層和超晶格結(jié)構(gòu)材料； ? 把 MOCVD設(shè)備設(shè)計(jì)成具有多用性 、 靈活性和操作可變性的設(shè)備 ， 以適應(yīng)多方面的要求 。 (4) MOCVD裝置 ? 一般而言 MOCVD設(shè)備由四部分組成，及反應(yīng)室、氣體管道系統(tǒng)、尾氣處理和電氣控制系統(tǒng)。 襯底溫度通常保持 350℃ 在左右就可以得到良好的SiOx或 SiNx薄膜 ， 可以作為集成電路最后的鈍化保護(hù)層 ，提高集成電路的可靠性 。 它的設(shè)計(jì)主要是為了配合工廠生產(chǎn)的需要 ， 增加爐產(chǎn)量 。 襯底放在具有溫控裝置的下面平板上 ，壓 強(qiáng) 通 常 保 持 在133Pa左右 ， 射頻電壓加在上下平行板之間 ， 于是在上下平板間就會出現(xiàn)電容耦合式的氣體放電 ， 并產(chǎn)生等離子體 。 圖 相沉積（ PECVD） 圖 (a)是一種最簡單的電感耦合產(chǎn)生等離子的 PECVD裝置，可以在實(shí)驗(yàn)室中使用 。 (3) 等離子體增強(qiáng) CVD裝置 ? 等離子體增強(qiáng) CVD裝置通過等離子增強(qiáng)使 CVD技術(shù)的沉積溫度下降幾百度，甚至有時可以在室溫的襯底上得到 CVD薄膜。 壓力則在數(shù)個 Torr到 。 以熱壁 LPCVD進(jìn)行沉積的材料 、 主要有多晶硅 、 二氧化硅及氮化硅等 。 ? 由于氣體分子輸送過程大大加快 ， 雖然氣流方向與硅片垂直 ， 反應(yīng)的氣體分子仍能迅速擴(kuò)散到硅片表面兒得到均勻的沉積層 。 ? 如果每格的片間距為 5mm， 那么在 600mm長的反應(yīng)區(qū)就能放置 200片 。 圖 熱壁 LPCVD裝置示意圖 ? 圖 LPCVD采用直立插片增加了硅片容量 。被沉積的基片，則置于同樣以適應(yīng)所制成的晶舟上，并隨著晶舟，放入爐管的適當(dāng)位置，以便進(jìn)行沉積。 ? LPCVD反應(yīng)器本身是以退火后的石英所構(gòu)成，環(huán)繞石英制爐管外圍的是一組用來對爐管進(jìn)行加熱的裝置，因?yàn)榉譃槿齻€部分，所以稱為“三區(qū)加熱器”。 但是這樣的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了集成電路迅速發(fā)展的需要 。 ? 由圖 ，（ a） 裝置 3～ 4片襯底 ， (b)的裝置中可以放 6～ 18 片 /次 。 ? 圖 (a)是最簡單的臥式反應(yīng)器；圖 (b)是立式反應(yīng)器；圖(c)是桶式反應(yīng)器 。下面具體介紹一些反應(yīng)的生產(chǎn)裝置。 ? 隨著全球環(huán)境惡化和環(huán)境保護(hù)的要求 ， 排氣處理系統(tǒng)在先進(jìn) CVD設(shè)備中已成為一個非常重要的組成部分 。 ? 4. 排氣處理系統(tǒng) ? CVD反應(yīng)氣體大多有毒性或強(qiáng)烈的腐蝕性 ， 因此需要經(jīng)過處理后才可以排放 。 ? 激光加熱是一種非常有特色的加熱方法，其特點(diǎn)是保持在基片上微小局部使溫度迅速升高，通過移動光束斑來實(shí)現(xiàn)連續(xù)掃描加熱的目的 . ? 3. 氣體控制系統(tǒng) ? 在 CVD反應(yīng)體系中使用多種氣體，如原料氣、氧化劑、還原劑、載氣等，為了制備優(yōu)質(zhì)薄膜、各種氣體的配比應(yīng)予以精確控制。 2. 常用加熱方法 ? 化學(xué)氣相沉積的基體物的常用加熱方法是電阻加熱和感應(yīng)加熱，其中感應(yīng)加熱一般是將基片放置在石墨架上，感應(yīng)加熱僅加熱石墨，使基片保持與石墨同一溫度。 ? 此外 ， 反應(yīng)生成物還必須能放便取出 。 ? 1. 氣相反應(yīng)室 ? 氣相反應(yīng)室的核心問題是使制得的薄膜盡可能均勻 。 ? 按激光作用的機(jī)制可分為激光熱解沉積和激光光解沉積兩種。 ? 激光化學(xué)沉積就是用激光束的光子能量激發(fā)和促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的薄膜沉積方法。是一種利用低溫下易分解和揮發(fā)的金屬有機(jī)化合物作為源物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)氣相沉積的方法 ， 主要利用化合物半導(dǎo)體氣相生長方面 。 ? PCVD按等離子體能量源方式劃分 ， 有直流輝光放電（ DCPCVD） ， 射頻放電 （ RFPCVD） 和微波等離子體放電 （ MWPCVD） 。 原子集團(tuán)之間的相互反應(yīng)最終沉積生成薄膜 。 ? 在輝光放電的低溫等離子體內(nèi) ， “ 電子氣 ” 的溫度約比普通氣體分子的平均溫度高 10～ 100倍 ， 即當(dāng)反應(yīng)氣體接近環(huán)境溫度時 ， 電子的能量足以使氣體分子鍵斷裂并導(dǎo)致化學(xué)活性粒子 （ 活化分子 、 離子 、 原子等基團(tuán) ） 的產(chǎn)生 ， 使本來需要在高溫下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)由于反應(yīng)氣體的電激活而在相當(dāng)?shù)偷臏囟认录纯蛇M(jìn)行 ， 也就是反應(yīng)氣體的化學(xué)鍵在低溫下就可以被打開 。 ? 由于低壓下分子平均自由程增加 ， 氣態(tài)反應(yīng)劑與副產(chǎn)品的質(zhì)量傳輸速度加快 ， 從而使形成沉積薄膜材料的反應(yīng)速度加快 ， 同時氣體分布的不均勻性在很短時間內(nèi)可以消除 ， 所以能生長出厚度均勻的薄膜 。 ? 低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)早在 1962年 Sandor等人就做了報道 。 ? APCVD的操作壓力接近 1atm(101325Pa)， 按照氣體分子的平均自由徑來推斷 ， 此時的氣體分子間碰撞頻率很高 ， 是屬于均勻成核的 “氣相反應(yīng) ”很容易發(fā)生 ， 而產(chǎn)生微粒 。 ? 大體上可以把不同的沉積反應(yīng)裝置粗分為常壓化學(xué)氣相沉積（ atmospheric pressure chemical vapor deposition，APCVD）、低壓化學(xué)氣相沉積（ low pressure chemical vapor deposition， LPCVD）、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（ plasma enhanced chemical vapor deposition， PECVD）、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積（ metal anic chemical vapor deposition， MOCVD）和激光化學(xué)氣相沉積（ laser chemical vapor deposition， LCVD）等加以簡介。 ? 一般而言 ， 任何 CVD系統(tǒng) ， 均包含一個反應(yīng)器 、 一組氣體傳輸系統(tǒng) 、 排氣系統(tǒng)及工藝控制系統(tǒng)等 。 ? 若考慮 CVD的能量來源及所使用的反應(yīng)氣體種類 ， 我們也可以將 CVD反應(yīng)器進(jìn)一步劃分為等離子增強(qiáng) CVD(plasma enhanced CVD， 或 PECVD)， TEOSCVD， 及有機(jī)金屬 CVD(metalanic CVD， MOCVD)等 。 ? 若以反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)來分類 ， 則可以分為水平式 、 直立式 、直桶式 、 管狀式烘盤式及連續(xù)式等 。 而 CVD反應(yīng)器的種類 ， 依其不同的應(yīng)用與設(shè)計(jì)難以盡數(shù) 。 ? 此外，化學(xué)氣相沉積還可以用來制備高純難熔金屬、晶須以及無定型或玻璃態(tài)材料如硼硅玻璃、磷硅玻璃等。金剛石薄膜還是優(yōu)良的紫外敏感材料。 現(xiàn)已用化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)出來的其他金屬間化合物超導(dǎo)材料還有 NbGe、 V3CaNb3Ga。 ? 4. 微電子技術(shù) ? 在半導(dǎo)體器件和集成電路的基本制造流程中，有關(guān)半導(dǎo)體膜的外延， PN結(jié)擴(kuò)散元的形成、介質(zhì)隔離、擴(kuò)散掩膜和金屬膜的沉積等是工