镀层质量主要表现在化学组成纯度、晶体结构完整性和物理化学性能等。 1.反应混合物分压比的影响 反应混合物分压比是决定镀层质量重要原因之一。气相镀的必要条件是要有一定的气相过饱和度。气相物种的分压决定着固相的成核和生长，从而决定了沉积速度和材料的结构状况，通常，反应物分压过大，是由于表面反应和成核过快而损害结构的完整性，甚至导致多晶沉积;分压过小则成核密度太小，也不容易得到均匀的外延层。在沉积化合物时，各反应物分压间的相互比例特别重要，它直接决定着沉积物的组成。 2.沉积温度的影响 沉积温度是最主要的工艺条件之一，对于同一反应体系，不同的温度下，形成的镀层可以是单晶、多晶、无定形物，甚至不形成镀层。一般提高沉积温度，可导致表面控制向质量转移控制转化，有益于改善外延层的单晶性和表面形貌。但温度太高会降低生长速度，加重来自反应器材料的杂质污染，而且，沉积温度会影响气相过饱和度和沉积出固相的相对活性，进而影响镀层的化学组成。 3.衬底材料的影响 衬底是影响镀层质量的关键因素，因此，选择什么材料作衬底是外延生长的重要问题。在不同材料的衬底上得到的镀层质量可以相差很远，选择异质外延衬底材料时应注意，在沉积温度下，不发生热分解，不易受反应气氛的浸蚀，衬底的晶格类型、晶格常数和热膨胀系数应尽可能与外延材料相近，热导性能好，可抗热冲击，易进行切、磨、抛和化学清洗。 衬底的晶面取向会影响新原子在上面的成核和生长，须严格控制，在偏离低指数晶面适当角度(2~5°)的晶面上进行外延，可以得到质量较好的单晶层。 衬底在外延前，必须经过严格的切、磨、抛处理机械损伤，暴露新的晶体表面，利于成核和生长。 4.系统内总压力和气体总流量的影响 在反应系统中，低压沉积能改善镀层的均匀性与附着性，如压力太低，则沉积速率低;压力太高，则镀层粗糙，附着性差。 反应系统中，气体总流量决定了反应过程的控制步骤。一般提高气体总流量会使反应过程由质量转移控制向表面控制转化，使生长速率显著提高。 5.反应装置的影响 由于氧、水等在高温下会给反应活性层带来不良的影响，所以要求反应装置密封性好，尽量减少阀门和反应管道的接头，最好采用硬接方式连接。 反应管结构的设计应合理，它会影响沉积速率和镀层的均匀性。 6.原材料纯度的影响 镀层质量与原材料(包括载气)的纯度关系极大，因此必须采用高纯度的原材料。 |
