pvd和cvd是有区别的

CVD与PVD的区别及比较

2009年03月06日 17:17 www.elecfans.co 作者：本站用户评论（0）

关键字：

CVD与PVD的区别及比较

(一)选材：化学蒸镀－装饰品、超硬合金、陶瓷物理蒸镀－高温回火之工、模具钢(二)蒸镀温度、时间及膜厚比较：化学蒸镀－1000℃附近，2~8小时，1~30μm(通常5~10μm)物理蒸镀－400~600℃，1~3小时，1~10μm (三) 物性比较：化学蒸镀皮膜之结合性良好，较复杂之形状及小孔隙都能蒸镀；唯若用于工、模具钢，因其蒸镀温度高于钢料之回火温度，故蒸镀后需重施予淬火－回火，不适用于具精密尺寸要求之工、模具。不需强度要求之装饰品、超硬合金、陶瓷等则无上述顾虑，故能适用。物理蒸镀皮膜之结合性较差，且背对金属蒸发源之处理组件会产生蒸镀不良现象；但其蒸镀温度可低于工、模具钢的高温回火温度，且其蒸镀后之变形甚微，故适用于经高温回火之精密工具、模具。 (4) 半导体制程概要－离子布植郑硕贤

4.1前言

在半导体组件工业中，常在半导体晶体中加入杂质以控制带电载子数目，来增加导电性。这种加入杂质的方法称为掺入杂质(Doping) 。

一般来说，掺入杂质的方法有两种：

1. 化学蒸镀法

2. 扩散法

3. 离子布植法

其中1、3两项在微电子组件工业中已普遍使用，这两种方法虽简易实用，但却牺牲了完整晶型的要求。如化学蒸镀法在较低温度下进行，则蒸镀层常为非晶质或是多晶质。离子布植则造成许多表面有许多点缺陷，甚至使表面层变成非晶质；因此一般均须经一道恢复完整晶格的退火处理，使表面层能回复晶型的样子。4.2原理

离子布植是将高能量带电粒子射入硅基晶中。离子进入硅靶材后，会和硅原子发生碰撞而逐渐损失能量；直到能量耗损殆尽，即停止在该深度。在与硅原子碰撞过程中，离子会传递部份能量给硅原子，若此能量大于硅和硅间的键结能量，则可使其产生位移而产生新的入射粒子；这新获得动能的粒子，也会与其它硅原子产生碰撞。这个连锁碰撞过程会随着不断进入的入射离子与碰撞所产生的移动粒子，因不断重新发生而继续进行，进而达到布植的效果。

4.3能量耗损机制

离子布植时离子能量的损耗，主要由两个机制产生：一个是离子被本身电子屏蔽后与靶材原子核间的弹性库伦作用，又称为原子核阻滞(Nuclear Stopping)；另一个是离子与靶材中之自由电子或被靶材原子束缚之电子间的非弹性交互作用，又称为电子阻滞(Electronic Stopping)。整个离子能量的损失是由这两个分量所组成，可以表示如下：

Stotal = Sn + Se Sn: 原子核阻滞, Se: 电子阻滞

在双球体碰撞散射(Two Body Scattering)过程中，能量的传递是和双粒子间的作用位能有关，在Born-Mayer作用位能下是下列之型式：

Subscript为1及2，分别代表离子与靶材原子，Z为原子序，M为原子量。当离子速度大于K层电子的速度，根据Born理论是下列之型式：

在高原子序、中低入射能量情况下，原子核阻滞为主要的能量损耗与阻挡机制。它是二粒子近距离的进行库伦力作用，可用双硬球体进行弹性碰撞来描述。而在低原子序、高入射能量的情况下，入射离子与硅靶材中的电子云产生远距作用，将能量损耗在将电子激发至高能上，电子阻滞即为此情况的主要阻挡机制。离子能量大速度快，电子阻滞也大，能量主要损耗在与靶材电子的作用上；当能量持续损耗，离子速度也减慢，使得离子受电子阻挡作用降低而能接近靶材的原子核，如此原子核阻挡的能力成为主要耗能机制。在离子布植过程中，只有在原子核阻滞为主要耗能机制时，才会造成靶材硅原子离开其晶格位置，而形成点缺陷或其聚合体，甚至失去晶体结构而产生非晶质结构。而当离子能量在电子阻挡为主要耗能机制时，并不会造成靶材硅原子位移，致使晶体结构有所缺陷。以下附图以便了解两种阻滞的差别：

图(三) 不同形式碰撞下，离子所行进之途径

4.4布植离子在靶材中的纵深分布

入射离子在植入靶材的过程中，经由多次碰撞将其所带之能量，陆续传递至硅靶材。所以总合整个离子布植时，能量传递是随深度而有所变化，这可由计算机的仿真而获得。若是比对最大能量吸收位置，可知并不和植入离子分布的离子浓度最大值的位置重迭，而是较接近表面。也就是说当布植剂量刚足够让硅靶材产生非晶质硅时，其起始位置即在此能量吸收最大值的位置，而不是离子浓度最大值的位置。而非晶质硅，即由此位置开始随剂量增加而向上下两个方向扩展，最后形成连续的非晶质硅层。利用此能量传递分布图，然后以横截面电子显微镜所量测实际布植硅中的非晶硅层厚度来校正时，即可获得形成非晶硅的临界起始能量传递值。之后可利用计算机仿真各项离子布植能量与剂量条件所获得的能量传递分布，搭配已获得的非晶硅的临界起始能量传递值来预测非晶硅层的厚度。

在非晶靶材的情况下，模拟布植后离子在靶材的分布，与实验的结果非常吻合。

但是相对应于单晶靶材的情形下，实验的结果总是会显示在射程末端是一个指数递减的离子分布，这是无法由先前的分布函数

法来获得准确预测的。这个末端离子分布，是肇因于离子在晶体靶材内，沿着晶轴或是原子面间的空隙行进，降低其与靶材原子的核碰撞与电子云作用的机率，因而可以植入更深些，这也就是所谓的通道效应（Channeling）。当离子入射方向与晶轴相夹的角度小于某临界角度时，就会发生此一效应。临界角度Ψ与入射离子及靶材的关系可由下列的式子来显示︰

其中Z为原子序，E为入射能量，单位为keV，d为入射方向上靶材原子间的距离，单位为埃。

由上式可知，通道效应会随着离子的能量降低与原子序的增加而增加。但是当离子布植所产生的损伤程度增加时，则可降低离子穿隧的程度

pvd和cvd是有区别的

CVD与PVD的区别及比较 2009年03月06日 17:17 www.elecfans.co 作者：本站用户评论（0） 关键字： CVD与PVD的区别及比较 (一)选材：化学蒸镀－装饰品、超硬合金、陶瓷物理蒸镀－高温回火之工、模具钢(二)蒸镀温度、时间及膜厚比较：化学蒸镀－1000℃附近，2~8小时，1~30μm(通常5~10μm)物理蒸镀－400~600℃，1~3小时，1~10μm (三) 物性比较：化学蒸镀皮膜之结合性良好，较复杂之形状及小孔隙都能蒸镀；唯若用于工、模具钢，因其蒸镀温度高于钢料之回火温度，故蒸镀后需重施予淬火－回火，不适用于具精密尺寸要求之工、模具。不需强度要求之装饰品、超硬合金、陶瓷等则无上述顾虑，故能适用。物理蒸镀皮膜之结合性较差，且背对金属蒸发源之处理组件会产生蒸镀不良现象；但其蒸镀温度可低于工、模具钢的高温回火温度，且其蒸镀后之变形甚微，故适用于经高温回火之精密工具、模具。 (4) 半导体制程概要－离子布植郑硕贤 4.1前言 在半导体组件工业中，常在半导体晶体中加入杂质以控制带电载子数目，来增加导电性。这种加入杂质的方法称为掺入杂质(Doping) 。 一般来说，掺入杂质的方法有两种： 1. 化学蒸镀法 2. 扩散法 3. 离子布植法 其中1、3两项在微电子组件工业中已普遍使用，这两种方法虽简易实用，但却牺牲了完整晶型的要求。如化学蒸镀法在较低温度下进行，则蒸镀层常为非晶质或是多晶质。离子布植则造成许多表面有许多点缺陷，甚至使表面层变成非晶质；因此一般均须经一道恢复完整晶格的退火处理，使表面层能回复晶型的样子。4.2原理 离子布植是将高能量带电粒子射入硅基晶中。离子进入硅靶材后，会和硅原子发生碰撞而逐渐损失能量；直到能量耗损殆尽，即停止在该深度。在与硅原子碰撞过程中，离子会传递部份能量给硅原子，若此能量大于硅和硅间的键结能量，则可使其产生位移而产生新的入射粒子；这新获得动能的粒子，也会与其它硅原子产生碰撞。这个连锁碰撞过程会随着不断进入的入射离子与碰撞所产生的移动粒子，因不断重新发生而继续进行，进而达到布植的效果。

PVD与CVD表面处理技术

1. PVD简介 PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。 2. PVD技术的发展 PVD技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层应用研究。与CVD工艺相比，PVD工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。目前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。 PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C等多元复合涂层。 3. 星弧涂层的PVD技术 增强型磁控阴极弧：阴极弧技术是在真空条件下，通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态，从而完成薄膜材料的沉积。增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用，将靶材表面的电弧加以有效地控制，使材料的离化率更高，薄膜性能更加优异。 过滤阴极弧：过滤阴极电弧(FCA )配有高效的电磁过滤系统，可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净，经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%，并且可以过滤掉大颗粒，因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。 磁控溅射：在真空环境下，通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基件上形成薄膜。根据使用的电离电源的不同，导体和非导体材料均可作为靶材被溅射。 离子束DLC：碳氢气体在离子源中被离化成等离子体，在电磁场的共同作用下，离子源释放出碳离子。离子束能量通过调整加在等离子体上的电压来控制。碳氢离子束被引到基片上，沉积速度与离子电流密度成正比。星弧涂层的离子束源采用高电压，因而离子能量更大，使

PVD和CVD涂层方法

. PVD和CVD涂层方法 涂层方法目前生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积(PVD) 法和化学气相沉积(CVD) 法。 前者沉积温度为500℃，涂层厚度为2~5μm；后者的沉积温度为900℃~1100℃，涂层厚度可达5~10μm，并且设备简单，涂层均匀。因PVD法未超过高速钢本身的回火温度，故高速钢刀具一般采用PVD法，硬质合金大多采用CVD法。硬质合金用CVD法涂层时，由于其沉积温度高，故涂层与基体之间容易形成一层脆性的脱碳层(η相)，导致刀片脆性破裂。 近十几年来，随着涂覆技术的进步，硬质合金也可采用PVD法。国外还用PVD/CVD相结合的技术，开发了复合的涂层工艺，称为PACVD法(等离子体化学气相沉积法)。即利用等离子体来促进化学反应，可把涂覆温度降至400℃以下(目前涂覆温度已可降至180℃~200℃)，使硬质合金基体与涂层材料之间不会产生扩散、相变或交换反应，可保持刀片原有的韧性。据报道，这种方法对涂覆金刚石和立方氮化硼(CBN)超硬涂层特别有效。用CVD法涂层时，切削刃需预先进行钝化处理(钝圆半径一般为0.02~0.08mm，切削刃强度随钝圆半径增大而提高)，故刃口没有未涂层刀片锋利。所以，对精加工产生薄切屑、要求切削刃锋利的刀具应采用PVD法。 涂层除可涂覆在普通切削刀片上外，还可涂覆到整体刀具上，目前已

发展到涂覆在焊的硬质合金刀具上。据报道，国外某公司在焊接;. . 式的硬质合金钻头上采用了PCVD法，结果使加工钢料时的钻头寿命比高速钢钻头长10倍，效率提高5倍。 涂层成份又有哪些呢？各自的区别在哪里，应用面怎样。 通常使用的涂层有：TiC、TiN、Ti（C.N）、Gr7O3、Al2O3等。以上几种CVD的硬质涂层基本具备低的滑动摩擦系数，高的抗磨能力，高的抗接触疲劳能力，高的表面强度，保证表面具有足够的尺寸稳定性与基体之间有高的粘附强度。 PVD与CVD涂层工艺比较

PVD和CVD比较

PVD和CVD工艺和技术比较（以镀制刀具为例） （09材控2班潘杰学号：20090610250） 近半个世纪以来，作为最引人注目的表面处理工艺CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉积)和PVD(Physical Vapor Deposition 物理气相沉积)技术已在工、模具的表面硬化处理中逐步得到广泛应用。 现以镀制刀具为例，比较PVD和CVD工艺和技术。 1.原理比较 CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。 PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。 2.工艺和设备比较 （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法镀制的刀具，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工艺对进入反应器刀具的清洁要求比PVD工艺低一些。 1.（3）刀具表面的CVD镀层（约7.5μm）比PVD镀层（约 2.5μm）

厚 （4）刀具CVD镀层的表面略比基体的表面粗糙些，相反，PVD镀膜如实地反映刀具的表面，不用研磨就具有很好的金属光泽 （5）CVD与PVD的工艺过程： CVD 发生在低真空的气态环境中，具有很好的绕镀性，所以密封在反应器中的刀具，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，因此刀具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，通常刀具要不停地转动，并且有时还需要边转边往复运动。 (6) 工艺成本比较： 最初的设备投资PVD是CVD的3～4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。在两种工艺都可用的范围内，采用 PVD 要比 CVD 代价高。 （7）运行安全: 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。

PVD和CVD涂层方法

PVD和CVD涂层方法 涂层方法目前生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积(PVD) 法和化学气相沉积(CVD) 法。 前者沉积温度为500℃，涂层厚度为2~5μm；后者的沉积温度为900℃~1100℃，涂层厚度可达5~10μm，并且设备简单，涂层均匀。因PVD法未超过高速钢本身的回火温度，故高速钢刀具一般采用PVD 法，硬质合金大多采用CVD法。硬质合金用CVD法涂层时，由于其沉积温度高，故涂层与基体之间容易形成一层脆性的脱碳层(η相)，导致刀片脆性破裂。 近十几年来，随着涂覆技术的进步，硬质合金也可采用PVD法。国外还用PVD/CVD相结合的技术，开发了复合的涂层工艺，称为PACVD法(等离子体化学气相沉积法)。即利用等离子体来促进化学反应，可把涂覆温度降至400℃以下(目前涂覆温度已可降至180℃ ~200℃)，使硬质合金基体与涂层材料之间不会产生扩散、相变或交换反应，可保持刀片原有的韧性。据报道，这种方法对涂覆金刚石和立方氮化硼(CBN)超硬涂层特别有效。用CVD法涂层时，切削刃需预先进行钝化处理(钝圆半径一般为~，切削刃强度随钝圆半径增大而提高)，故刃口没有未涂层刀片锋利。所以，对精加工产生薄切屑、要求切削刃锋利的刀具应采用PVD法。 涂层除可涂覆在普通切削刀片上外，还可涂覆到整体刀具上，目前已发展到涂覆在焊的硬质合金刀具上。据报道，国外某公司在焊接

式的硬质合金钻头上采用了PCVD法，结果使加工钢料时的钻头寿命比高速钢钻头长10倍，效率提高5倍。 涂层成份又有哪些呢各自的区别在哪里，应用面怎样。 通常使用的涂层有：TiC、TiN、Ti（）、Gr7O3、Al2O3等。以上几种CVD的硬质涂层基本具备低的滑动摩擦系数，高的抗磨能力，高的抗接触疲劳能力，高的表面强度，保证表面具有足够的尺寸稳定性与基体之间有高的粘附强度。 PVD与CVD涂层工艺比较

PVD和CVD

7.2 物理成膜 7.2.1 概述 1. 定义 利用蒸发、溅射沉积或复合的技术，不涉及到化学反应,成膜过程基本是一个物理过程而完成薄膜生长过程的技术,以PVD为代表。 2. 成膜方法与工艺 ?真空蒸发镀膜（包括脉冲激光沉积、分子束外延） ?溅射镀膜 ?离子成膜

材料及试验方法 磁控溅射设备 溅射进样真空室 激光分子束外延设备Methods of film preparation include laser deposition, sputtering, MOCVD, and sol-gel techniques. The composition and crystal structure of films depend on material quality, fabriccation method, synthesis condition, and post-annealing.

Natural World “Atomic-World ”Target/evaporated source Substrate surface Atomic rain Clusters Particles Discharge Impurity , Contamination Vacuum Cloud Earth surface --ground Natural rain Snow Hail Thunder storm Dust, Pollution Environmental protection Cloud target substrate 原子层的晶体生长“世界”与自然世界的比拟

PVD和CVD涂层方法

涂层方法目前生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积(PVD) 法和化学气相沉积(CVD) 法。 前者沉积温度为500℃，涂层厚度为2~5μm；后者的沉积温度为900℃~1100℃，涂层厚度可达5~10μm，并且设备简单，涂层均匀。因PVD法未超过高速钢本身的回火温度，故高速钢刀具一般采用PVD 法，硬质合金大多采用CVD法。硬质合金用CVD法涂层时，由于其沉积温度高，故涂层与基体之间容易形成一层脆性的脱碳层(η相)，导致刀片脆性破裂。 近十几年来，随着涂覆技术的进步，硬质合金也可采用PVD法。国外还用PVD/CVD相结合的技术，开发了复合的涂层工艺，称为PACVD 法(等离子体化学气相沉积法)。即利用等离子体来促进化学反应，可把涂覆温度降至400℃以下(目前涂覆温度已可降至180℃~200℃)，使硬质合金基体与涂层材料之间不会产生扩散、相变或交换反应，可保持刀片原有的韧性。据报道，这种方法对涂覆金刚石和立方氮化硼(CBN)超硬涂层特别有效。用CVD法涂层时，切削刃需预先进行钝化处理(钝圆半径一般为~，切削刃强度随钝圆半径增大而提高)，故刃口没有未涂层刀片锋利。所以，对精加工产生薄切屑、要求切削刃锋利的刀具应采用PVD法。 涂层除可涂覆在普通切削刀片上外，还可涂覆到整体刀具上，目前已发展到涂覆在焊的硬质合金刀具上。据报道，国外某公司在焊接式的硬质合金钻头上采用了PCVD法，结果使加工钢料时的钻头寿命比高速钢钻头长10倍，效率提高5倍。

涂层成份又有哪些呢各自的区别在哪里，应用面怎样。 通常使用的涂层有：TiC、TiN、Ti（）、Gr7O3、Al2O3等。以上几种CVD的硬质涂层基本具备低的滑动摩擦系数，高的抗磨能力，高的抗接触疲劳能力，高的表面强度，保证表面具有足够的尺寸稳定性与基体之间有高的粘附强度。 PVD与CVD涂层工艺比较 PVD与CVD涂层工艺比较