CVD法制备硫化钼薄膜

CVD法制备硫化钼薄膜一、实验目的。（1）掌握CVD的基本原理；（2）熟悉管式炉的操作过程；（3）制备硫化钼薄膜；二、实验原理。气相反应物中生长晶体的复相物理-化学过程。第一步：气体传输至沉积区域。第二步：膜前驱体的形成与输运。第三步：膜前驱体的粘附与扩散。第四步：表面反应，导致膜沉积于副产物的形成。第五步：副产物的移除（表面和反应腔）。三、实验步骤。（1）称量。分别取足量的硫粉，称取约5mg的MoCl5于陶瓷舟中，并取干净的蓝宝石片。（2）放置前驱体。将装有硫粉的陶瓷舟摆放于距进气口约15cm处，装有MoCl5的陶瓷舟置于管式炉中心位置，盛有蓝宝石的石英舟紧挨着MoCl5摆放于出气口一侧。（3）清洗。抽真空，并通入氩气清洗管式炉，反复两次。（4）设置参数。设置好管式炉参数。27min升温至850℃，并保温12min，然后自然冷却。加热带温度为120℃。气流量为50sccm。炉压保持在60Pa。（5）反应。管式炉工作后12min，加热带开始给硫加热。（6）实验结束。管式炉程序终止时关闭加热带电源。自然冷却至常温后，打开放气阀，并取出样品。四、思考题。（1）CVD反应的控制要点有哪些？①温度与反应速率的限制：温度升高，表面反应速度增加，过程中速率最慢的环节决定整个沉积过程的速度。②气压：常压下，CVD速率不会超过主气体流质量传输速率-质量传输限制沉积工艺。低压下，表面反应速度较低，沉积速度受表面反应速度限制-反应速度限制CVD工艺。③CVD气体流动对沉积膜的均匀性有较大影响。要求有足够量的分子在合适的时间出现在合适的反应区域。（2）CVD最基本的特征有哪些？①产生化学变化（化学反应或热分解）；②膜中所有材料都来源于外部的源；③CVD工艺中反应物必须以气相形式参与反应。（3）CVD有哪些基本的化学反应过程？①高温分解：无氧条件下加热分解化合物（化学键断裂）；②光分解：利用辐射能使化合物化学键断裂；③还原反应：化合物分子与氢气发生的反应；④氧化反应：反应物与氧等发生的反应；⑤氧化还原反应：氧化与还原反应的组合，形成两种新的化合物。