化学气相沉积(CVD)是一种多功能微制造技术,能够沉积各种晶体形态的材料,包括单晶、多晶、非晶和外延结构。由于该工艺能够生产高纯度、均匀的薄膜,因此被广泛应用于半导体制造、光学和保护涂层领域。主要沉积材料包括硅化合物、碳同素异形体、金属和高κ电介质,等离子体增强型 CVD (PECVD) 等变体可在较低温度下沉积聚合物和其他敏感材料,从而进一步扩大了材料选择范围。
要点说明:
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硅基化合物
- 二氧化硅 (SiO₂):在半导体器件中用作绝缘层。
- 碳化硅(SiC):因其在恶劣环境中的硬度和热稳定性而备受推崇。
- 氮化硅 (Si₃N₄):用作钝化层或扩散屏障。
- 氮化硅(SiON):可调折射率使其在光学应用中大显身手。
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碳异构体
- 钻石:CVD 金刚石可用于切割工具和热管理。
- 石墨烯:通过 CVD 法沉积,用于柔性电子器件和传感器。
- 碳纳米管 (CNT):实现高强度复合材料和纳米电子学。
- 碳纤维:用于航空航天和汽车工业的增强聚合物。
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金属和金属化合物
- 钨 (W):为集成电路中的互连而沉积。
- 氮化钛 (TiN):用作扩散屏障或硬涂层。
- 二硅化钼 (MoSi₂):增强微电子的导电性。
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高κ电介质
氧化铪(HfO₂)等材料对先进半导体节点至关重要,可降低晶体管中的漏电流。 -
聚合物和碳氟化合物
PECVD 扩展了 CVD 的沉积能力:- 碳氟化合物薄膜:用于 MEMS 设备的疏水涂层。
- 碳氢聚合物:用于医疗植入物的生物相容性层。
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专业 CVD 技术
- 微波等离子体化学气相沉积(MPCVD):适用于高质量钻石薄膜。了解更多 mpcvd 机器 技术。
- PECVD:可实现硅酮等敏感材料的低温沉积。
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基底和温度考虑因素
- 石英管(≤1200°C)适用于硅加工,而氧化铝管(≤1700°C)适用于耐火材料。
CVD 的适应性使其成为微细加工不可或缺的材料,从制造耐磨涂层到实现下一代半导体都是如此。您是否考虑过这些材料的选择会如何影响您特定应用的性能和寿命?
汇总表:
材料类别 | 实例与应用 |
---|---|
硅基 | SiO₂(绝缘体)、SiC(热稳定性)、Si₃N₄(钝化)、SiON(光学器件) |
碳异构体 | 金刚石(工具)、石墨烯(柔性电子器件)、碳纳米管(纳米电子器件) |
金属/化合物 | 钨(互连器件)、TiN(扩散屏障)、MoSi₂(导电性) |
高κ电介质 | 氧化铪(先进半导体) |
聚合物 | 通过 PECVD 实现碳氟化合物(MEMS 涂层)、碳氢化合物(医疗植入物 |
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