碳化硅的 CVD 工艺是通过气相中的化学反应在基底上沉积碳化硅层。这种工艺的特点是能够生产出高质量、纯净和均匀的碳化硅层，由于碳化硅具有低密度、高硬度、极高硬度和耐磨性等独特性能，因此对各种工业应用至关重要。
CVD 工艺概述：
- 基底制备:基底（通常是硅，因为其结晶取向合适）使用金刚石研磨粉进行清洁和制备，以确保沉积表面清洁。
- 气体导入:作为碳源的高纯度甲烷与超高纯度（UHP）氢气按 1:99 的比例混合后引入反应器。
- 点火和沉积:通常通过将基底加热到 800 °C 左右来激发气体，从而引发化学反应，将碳化硅沉积到基底上。
- 生长和形成:该过程包括反应气体在高温下分解，导致基底表面发生化学反应，形成固态碳化硅晶体薄膜。
详细说明：
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基底制备:CVD 工艺的第一步是制备基底。通常使用硅，因为它与有效沉积所需的晶体取向非常吻合。使用金刚石研磨粉仔细清洁硅基底表面，以去除可能干扰沉积过程的任何杂质或污染物。
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气体介绍:CVD 工艺使用高纯度甲烷与超高压氢气混合。这种混合物至关重要，因为甲烷提供了必要的碳源，而氢气则有助于化学反应并保持工艺的纯度。气体在受控环境中进入反应器，以确保沉积的均匀性和质量。
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启动和沉积:引入气体后，通常通过加热使其通电。基底会被加热到大约 800 °C，这足以启动和维持碳化硅沉积所需的化学反应。这一步至关重要，因为它直接影响沉积碳化硅层的质量和性能。
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生长和形成:通电气体在高温下分解，导致基底表面发生一系列化学反应。这些反应的结果是形成一层固态的碳化硅晶体薄膜。这一过程一直持续到达到所需的厚度和均匀度为止。然后，固体产品从基底表面脱离，并不断引入反应气体，使晶体薄膜生长。
这种 CVD 工艺可生产出电阻极低的碳化硅，因此适用于要求精细特征和高纵横比的应用，如电子和微机电系统设备。CVD 方法提供的精度和控制能力使其成为制造高质量碳化硅元件的首选。
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