物理氣相沉積法是什麼

1. 物理氣相沉積法與化學氣相沉積法有何區別

物理氣相沉積法可以看作是物理過程，實現物質的轉移，最終沉積到靶材上面。
化學氣相沉積法是在一定條件下通過化學反應，形成所需物質沉積在靶材或者基材表面。

2. 氣相沉澱是什麼

氣相沉積法
化學氣相沉積(CVD)是半導體工業中應用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術，包括大范圍的絕緣材料，大多數金屬材料和金屬合金材料。從理論上來說，它是很簡單的：兩種或兩種以上的氣態原材料導入到一個反應室內，然後他們相互之間發生化學反應，形成一種新的材料，沉積到晶片表面上。淀積氮化硅膜(Si3N4)就是一個很好的例子，它是由硅烷和氮反應形成的。
然而，實際上， 反應室中的反應是很復雜的，有很多必須考慮的因素，沉積參數的變化范圍是很寬的：反應室內的壓力、晶片的溫度、氣體的流動速率、氣體通過晶片的路程(如圖所示)、氣體的化學成份、一種氣體相對於另一種氣體的比率、反應的中間產品起的作用、以及是否需要其它反應室外的外部能量來源加速或誘發想得到的反應等。額外能量來源諸如等離子體能量，當然會產生一整套新變數，如離子與中性氣流的比率，離子能和晶片上的射頻偏壓等。
然後，考慮沉積薄膜中的變數：如在整個晶片內厚度的均勻性和在圖形上的覆蓋特性(後者指跨圖形台階的覆蓋)，薄膜的化學配比(化學成份和分布狀態)，結晶晶向和缺陷密度等。當然，沉積速率也是一個重要的因素，因為它決定著反應室的產出量，高的沉積速率常常要和薄膜的高質量折中考慮。反應生成的膜不僅會沉積在晶片上，也會沉積在反應室的其他部件上，對反應室進行清洗的次數和徹底程度也是很重要的。
化學家和物理學家花了很多時間來考慮怎樣才能得到高質量的沉積薄膜。他們已得到的結論認為：在晶片表面的化學反應首先應是形成「成核點」，然後從這些「成核點」處生長得到薄膜，這樣淀積出來的薄膜質量較好。另一種結論認為，在反應室內的某處形成反應的中間產物，這一中間產物滴落在晶片上後再從這一中間產物上淀積成薄膜，這種薄膜常常是一種劣質薄膜。
CVD技術常常通過反應類型或者壓力來分類，包括低壓CVD(LPCVD)，常壓CVD(APCVD)，亞常壓CVD(SACVD)，超高真空CVD(UHCVD)，等離子體增強CVD(PECVD)，高密度等離子體CVD(HDPCVD)以及快熱CVD(RTCVD)。然後，還有金屬有機物CVD(MOCVD)，根據金屬源的自特性來保證它的分類，這些金屬的典型狀態是液態，在導入容器之前必須先將它氣化。不過，容易引起混淆的是，有些人會把MOCVD認為是有機金屬CVD(OMCVD)。
過去，對LPCVD和APCVD最常使用的反應室是一個簡單的管式爐結構，即使在今天，管式爐也還被廣泛地應用於沉積諸如Si3N4 和二氧化硅之類的基礎薄膜(氧氣中有硅元素存在將會最終形成為高質量的SiO2，但這會大量消耗硅元素；通過硅烷和氧氣反應也可能沉積出SiO2 -兩種方法均可以在管式爐中進行)。
而且，最近，單片淀積工藝推動並導致產生了新的CVD反應室結構。這些新的結構中絕大多數都使用了等離子體，其中一部分是為了加快反應過程，也有一些系統外加一個按鈕，以控制淀積膜的質量。在PECVD和HDPCVD系統中有些方面還特別令人感興趣是通過調節能量，偏壓以及其它參數，可以同時有沉積和蝕刻反應的功能。通過調整淀積：蝕刻比率，有可能得到一個很好的縫隙填充工藝。
對許多金屬和金屬合金一個有趣的爭論就是，他們是通過物理氣相沉積(PVD)還是通過化學氣相沉積(CVD)能得到最好的沉積效果。盡管CVD比PVD有更好的台階覆蓋特性，但目前諸如銅的子晶層和鉭氮擴散層薄膜都是通過PVD來沉積的，因為現有的大量裝置都是基於PVD系統的，工程技術人員對PVD方法也有較高的熟練程度。一些人建議，既然台階覆蓋特性越來越重要(尤其是在通孔邊牆覆蓋)，CVD方法將成為必不可少的技術。相似的爭論也存在於產生低k值介質材料方面：是使用CVD方法好還是採用旋塗工藝好？
在化學氣相沉積中，決定晶圓間薄膜均勻性的重要參數之一是晶圓間的氣體是如何流動的。上圖所示是Novellus概念下Three ALTUS系統中，一個晶圓及其基座上的SiH4集中度和鎢沉積率的典型路徑圖。
氣相法是直接利用氣體，或者通過各種手段將物質轉變為氣體，使之在氣體狀態下發生物理變化或者化學反應，最後在冷卻過程中凝聚長大形成納米粒子的方法。用該法可制備純度高、顆粒分散性好、粒徑分布窄、粒徑小的納米陶瓷粉體。氣相法又可分為氣體中蒸發法、化學氣相反應法、濺射源法、流動油麵上真空沉積法和金屬蒸汽合成法。
沉澱法又分為直接沉澱法、共沉澱法和均勻沉澱法等，都是利用生成沉澱的液相反應來製取。共沉澱法可在制備過程中完成反應及摻雜過程，因此較多地應用於電子陶瓷的制備。BaTiO3是一種重要的電子陶瓷材料，具有高介電常數和優異的鐵電和壓電性能。用TiCl4,H2O2和BaCl2以共沉澱法制備過氧化鈦前驅體，經無水乙醇分散脫水，熱分解制備出顆粒直徑小於30 nm的BaTi03納米晶[3]。

化學氣相沉積
定義
化學氣相沉積(Chemical vapor deposition，簡稱CVD)是反應物質在氣態條件下發生化學反應，生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面，進而製得固體材料的工藝技術。它本質上屬於原子范疇的氣態傳質過程。與之相對的是物理氣相沉積（PVD）。
應用
現代科學和技術需要使用大量功能各異的無機新材料，這些功能材料必須是高純的，或者是在高純材料中有意地摻人某種雜質形成的摻雜材料。但是，我們過去所熟悉的許多制備方法如高溫熔煉、水溶液中沉澱和結晶等往往難以滿足這些要求，也難以保證得到高純度的產品。因此，無機新材料的合成就成為現代材料科學中的主要課題。
化學氣相淀積是近幾十年發展起來的制備無機材料的新技術。化學氣相淀積法已經廣泛用於提純物質、研製新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態天機薄膜材料。這些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素間化合物，而且它們的物理功能可以通過氣相摻雜的淀積過程精確控制。目前，化學氣相淀積已成為無機合成化學的一個新領域。
特點
1)在中溫或高溫下，通過氣態的初始化合物之間的氣相化學反應而形成固體物質沉積在基體上。
2)可以在常壓或者真空條件下(負壓「進行沉積、通常真空沉積膜層質量較好)。
3)採用等離子和激光輔助技術可以顯著地促進化學反應，使沉積可在較低的溫度下進行。
4)塗層的化學成分可以隨氣相組成的改變而變化，從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層。
5)可以控制塗層的密度和塗層純度。
6)繞鍍件好。可在復雜形狀的基體上以及顆粒材料上鍍膜。適合塗覆各種復雜形狀的工件。由於它的繞鍍性能好，所以可塗覆帶有槽、溝、孔，甚至是盲孔的工件。
7)沉積層通常具有柱狀晶體結構，不耐彎曲，但可通過各種技術對化學反應進行氣相擾動，以改善其結構。
8)可以通過各種反應形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物塗層。

3. 物理氣相沉積法與化學氣相沉積法有何區別

物理氣相沉積法與化學氣相沉積法有3點不同，相關介紹具體如下：

一、兩者的特點不同：

1、物理氣相沉積法的特點：物理氣相沉積法的沉積粒子能量可調節，反應活性高。通過等離子體或離子束介人，可以獲得所需的沉積粒子能量進行鍍膜，提高膜層質量。通過等離子體的非平衡過程提高反應活性。

2、化學氣相沉積法的特點：能得到純度高、緻密性好、殘余應力小、結晶良好的薄膜鍍層。由於反應氣體、反應產物和基體的相互擴散，可以得到附著力好的膜層，這對表面鈍化、抗蝕及耐磨等表面增強膜是很重要的。

二、兩者的實質不同：

1、物理氣相沉積法的實質：用物理的方法（如蒸發、濺射等）使鍍膜材料汽化，在基體表面沉積成膜的方法。

2、化學氣相沉積法的實質：利用氣態或蒸汽態的物質在氣相或氣固界面上發生反應生成固態沉積物的過程。

三、兩者的應用不同：

1、物理氣相沉積法的應用：物理氣相沉積技術已廣泛用於各行各業，許多技術已實現工業化生產。

2、化學氣相沉積法的應用：化學氣相沉積法的鍍膜產品涉及到許多實用領域。

4. PVD和CVD分別是什麼

PVD(Physical Vapor Deposition)---物理氣相沉積：指利用物理過程實現物質轉移，將原子或分子由源轉移到基材表面上的過程。

CVD是Chemical Vapor Deposition的簡稱，是指高溫下的氣相反應，例如，金屬鹵化物、有機金屬、碳氫化合物等的熱分解，氫還原或使它的混合氣體在高溫下發生化學反應以析出金屬、氧化物、碳化物等無機材料的方法。

PVD技術出現於，制備的薄膜具有高硬度、低摩擦系數、很好的耐磨性和化學穩定性等優點。最初在高速鋼刀具領域的成功應用引起了世界各國製造業的高度重視，人們在開發高性能、高可靠性塗層設備的同時，也在硬質合金、陶瓷類刀具中進行了更加深入的塗層應用研究。

與CVD工藝相比，PVD工藝處理溫度低，在600℃以下時對刀具材料的抗彎強度無影響；薄膜內部應力狀態為壓應力，更適於對硬質合金精密復雜刀具的塗層；PVD工藝對環境無不利影響，符合現代綠色製造的發展方向。

當前PVD塗層技術已普遍應用於硬質合金立銑刀、鑽頭、階梯鑽、油孔鑽、鉸刀、絲錐、可轉位銑刀片、車刀片、異形刀具、焊接刀具等的塗層處理。

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CVD例如，金屬鹵化物、有機金屬、碳氫化合物等的熱分解，氫還原或使它的混合氣體在高溫下發生化學反應以析出金屬、氧化物、碳化物等無機材料的方法。

這種技術最初是作為塗層的手段而開發的，但不只應用於耐熱物質的塗層，而且應用於高純度金屬的精製、粉末合成、半導體薄膜等，是一個頗具特徵的技術領域。

其技術特徵在於：

⑴高熔點物質能夠在低溫下合成；

⑵析出物質的形態在單晶、多晶、晶須、粉末、薄膜等多種；

⑶不僅可以在基片上進行塗層，而且可以在粉體表面塗層，等。特別是在低溫下可以合成高熔點物質，在節能方面做出了貢獻，作為一種新技術是大有前途的。