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PVD和CVD两种工艺的对比

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PVD和CVD两种工艺的对比
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概述:同PVD工艺相比,CVD的最大优势就是良好的阶梯覆盖性能,同时具有便于制备复合产物、不需高真空和淀积速率高等优点。CVD技术在19世纪60年代被引入半导体材料制备并快速发展。随PECVD,HDPCVD和MOCVD等技术的出现,CVD在集成电路制造中广泛应用于多晶硅、绝缘介质和金属薄膜的制备。

1.工艺温度高低是CVD和PVD之间的主要区别。温度对于高速钢镀膜具有重大意义。CVD法的工艺温度超过了高速钢的回火温度,用CVD法镀制的高速钢工件,必须进行镀膜后的真空热处理,以恢复硬度。镀后热处理会产生不容许的变形。

2.CVD工艺对进人反应器工件的清洁要求比PVD工艺低一些,因为工件表面的一些脏东西很容易在高温下烧掉。此外,高温下得到的镀层结合强度要更好些。

3. CVD镀层往往比各种PVD镀层略厚一些,前者厚度在7.5μm左右,后者通常不到2.5μm厚。CVD镀层的表面略比基体的表面粗糙些。相反,PVD镀膜如实地反映材料的表面,不用研磨就具有很好的金属光泽,这在装饰镀膜方面十分重要。 厚度上的区别正好可以弥补PVD阶梯覆盖性能的不足

4.CVD反应发生在低真空的气态环境中,具有很好的绕镀性,所以密封在CVD反应器中的所有工件,除去支承点之外,全部表面都能完全镀好,甚至深孔、内壁也可镀上。相对而论,所有的PVD技术由于气压较低,绕镀性较差,因此工件背面和侧面的镀制效果不理想。PVD的反应器必须减少装载密度以避免形成阴影,而且装卡、固定比较复杂。在PVD反应器中,通常工件要不停地转动,并且有时还需要边转边往复运动。

5.在CVD工艺过程中,要严格控制工艺条件,否则,系统中的反应气体或反应产物的腐蚀作用会使基体脆化。

6.比较CVD和PVD这两种工艺的成本比较困难,有人认为最初的设备投资PVD是CVD的3一4倍,而PVD工艺的生产周期是CVD的1/10。在CVD的一个操作循环中,可以对各式各样的工件进行处理,而PVD就受到很大限制。综合比较可以看出,在两种工艺都可用的范围内,采用PVD要比CVD代价高。

7.最后一个比较因素是操作运行安全问题。PVD是一种完全没有污染的工序,有人称它为“绿色工程”。而CVD的反应气体、反应尾气都可能具有一定的腐蚀性,可燃性及毒性,反应尾气中还可能有粉末状以及碎片状的物质,因此对设备、环境、操作人员都必须采取一定的措施加以防范。

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