CVD的氣相質(zhì)量輸運過程與氣相外延時的相似,在前面3.2節(jié)中已對Dg和ε進(jìn)行了分析,兩者OMAPL138EZWTD4都是溫度的函數(shù),有Dg∞Tl~1:,而T升高a略有增大,綜合效果是薄膜淀積速率是溫度的緩變函數(shù),溫度升高,淀積速率略有加快。

    以四氯化硅和氫氣為反應(yīng)劑時,多晶硅薄膜淀積速率與溫度的關(guān)系曲線如圖74所示。在較低溫時,淀積速率與溫度是指數(shù)關(guān)系,隨著溫度的上升,淀積速率也隨之加快,這是因為溫度較低情況下,乃、《九g,淀積速率受乃、限制,而乃s隨著溫度的升高而變大。隨著溫度的上升,淀積速率對溫度的敏感程度不斷下降。當(dāng)溫度高過某個值之后,淀積速率就由表面反應(yīng)控制轉(zhuǎn)到氣相質(zhì)量輸運控制,也就是表面反應(yīng)所需要的反應(yīng)劑數(shù)量高于到達(dá)表面的反應(yīng)劑數(shù)量,表面反應(yīng)不再限制淀積速率,這時淀積速率由反應(yīng)劑通過邊界層輸運到表面的速率所決定,而凡g值對溫度不太敏感。

   在反應(yīng)劑濃度較低時,(;rove模型和實測結(jié)果吻合得較好,濃度較高時則不然(如圖⒎3所示)。囚為氣相質(zhì)量傳遞過程包含了兩個步驟,其一是反應(yīng)劑擴(kuò)散穿越邊界層到達(dá)襯底表面,其二是反應(yīng)副產(chǎn)物 從表面解吸后擴(kuò)散穿越邊界層進(jìn)人主氣流區(qū)。 圖74 多晶硅薄膜淀積速率與溫度的關(guān)系曲線 Grovc模型中忽略了反應(yīng)副產(chǎn)物的解吸擴(kuò)散步驟的影響。這在反應(yīng)劑濃度較低時,因為反應(yīng)副產(chǎn)物數(shù)量很少,不會對薄膜淀積速率帶來影響,而當(dāng)反應(yīng)劑濃度較高時,囚為反應(yīng)副產(chǎn)物數(shù)量相應(yīng)增多,占據(jù)了襯底表面及其附近位置,阻擋了反應(yīng)劑進(jìn)人邊界層和在基片表面的吸附,相當(dāng)于降低了反應(yīng)劑的濃度,因此對薄膜淀積速率帶來影響。另外,在反應(yīng)室中,氣體沿垂直于界層方向存在溫度梯度,而Grove模型忽略了溫度梯度對氣相物質(zhì)輸運的影響,這也會對薄膜淀積速率帶來影響。

   影響化學(xué)氣相淀積速率的因素除了溫度、反應(yīng)劑濃度之外,化學(xué)氣相淀積方法、淀積設(shè)各種類和反應(yīng)室結(jié)構(gòu)類型等也對淀積速率有很大影響。