氧化钨薄膜化学气相沉积法

化学气相沉积法图片

化学气相沉积是将反应物由气相引入到衬底表面发生异类反应,形成薄膜的一种工艺,是常见的一种薄膜生长方法。目前用于制备薄膜的主要包括金属有机物化学气相沉积(MOCVD )、低压化学气相沉积(LPCVD)等方法。

金属有机物化学气相沉积(MOCVD)是一种异质外延生长的常用方法,它有着生长高质量薄膜的一套有效方法。下图为金属化学气相沉积系统示意图。它常用易挥发性质的有机金属盐作为金属源,以 Ar 作为金属源的载气,而反应气体多用 O2或水汽。用 MOCVD 生长的薄膜具有结晶质量优良,表面平滑,膜均匀性好(包括化学组成与厚度)等优点。

低压化学气相沉积(LPCVD)通常是在中等真空度下(约 0.1 -5torr) ,薄膜制备温度较低,可以在大面积衬底上沉积,沉积过程的易控制性,以及沉积薄膜的平整度高等优点。示意图如下:

常规的CVD法一般利用的是含有氢和氯的化合物气相分子,而在制备氧化钨薄膜时,通常使用的是六羰基钨W(CO)6或以其为基础合成的其他钨化合物作为先驱体,以携带W原子抵达衬底表面参与化学反应。也有报道利用其它专门的气相金属有机分子,运用金属有机化学气相沉积法(OMCVD)来制备氧化钨薄膜.。等离子体增强化学气相沉积法(PECVD) 是在辉光放电引起的等离子体的作用下进行化学气相沉积,它更能够提高薄膜沉积的速率。有报道称,使用PECVD法制备氧化钨薄膜时,不同点在于使用的先驱体为WF6的情况下,得到的薄膜生长速率可以高达10nm/s,而要得到比此更高的薄膜生长速率对于薄膜品质则有不良的影响。

CVD法制备氧化钨薄膜沉积速度较之其他制备方法更快,该法具有多功能性、产品高纯性、工艺可控性、过程连续性等特点,但成本高,放大困难,不适合工业化大规模薄膜的制备。