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熱絲CVD,，又名催化化學氣相沉積,。其英文名稱有：Catalytic-CVD(Cat-CVD),，Hot-wire CVD(HWCVD),，Hot Filament CVD(HoFCVD),。其鍍膜的基本原理如圖1（a）所示：在一個真空腔體中有一些直流電加熱的特種金屬絲，加熱絲的溫度維持在一定溫度（1700-2000℃,，或者其它溫度范圍，根據鍍膜的材料特性要求調節(jié)）,；通入反應氣體（SiH4、H2等）,；反應氣體與高溫金屬絲碰撞,，發(fā)生催化裂解,，生成多種具有強烈活性的“不帶電”的基團（Si、H,、SixHy等）,；這些活性基團從熱絲表面隨機向四周發(fā)射；“落到”襯底上（如加熱到200℃左右的硅片）,；在襯底表面反應生成薄膜。
目前已經獲得較好性能的應用如下表所示：
行業(yè) | 具體應用實例 | 結果 | 產業(yè)化現狀 |
集成電路 | 1) 用于超小型MOS晶體管的柵側壁和絕緣體. | 1) 由于SiNx中H含量較低,，MOS晶體管的壽命延長了2個數量級。 | 尚未實現大規(guī)模生產 |
化合物半導體器件 | 1) GaN,、GaAs等超高頻晶體管的鈍化. | 1) 通過減少鈍化層以下的表面損傷來提高GaN或GaAs晶體管的截止頻率和可用功率,。 | 1) 和 2) 都實現了產業(yè)化應用. |
2) 用于光通信的激光器鈍化 | 2) 通過減少損傷增加能量和壽命 | ||
顯示器 | 1) a-Si TFT (非晶硅薄膜晶體管), | 1) 具有較大的開關比,，可實現低關斷電流和高穩(wěn)定性。 | 1) 尚未產業(yè)化 |
2) 沉積態(tài)的薄膜晶體管. | 2) 遷移率超過40cm2/Vs,。 | 2) 尚未產業(yè)化 | |
3)有機電致發(fā)光器件上的氣體阻擋膜. | 3) OLED壽命超過15,000小時,。 | 3) 尚未產業(yè)化 | |
4) 復印機用感光鼓 | 4) 氣體利用效率高，高速沉積,。 | 4) 小規(guī)模生產 | |
太陽電池 | 1) 薄膜太陽能電池. | 1) HWCVD的沉積速率快,，氣體利用率比PECVD高一個量級. | 1) 尚未產業(yè)化 |
2) 晶體硅太陽電池中的鈍化層和減反射層. | 2) 用HWCVD鍍的膜具有極低的表面復合速率 velocity <0.2 cm/s . | 2) 尚未產業(yè)化 | |
3) 非晶硅/晶體硅異質結太陽電池 | 3) 無等離子體損傷、氣體利用率高 | 3) 大規(guī)模批量生產 | |
機械工程 | 1) 汽車用鍍金屬鍍層的替代涂裝方法,。 | 1) 混合動力轎車采用HWCVD鍍膜后,，鍍層壽命比傳統(tǒng)鍍金屬提高1個數量級。 | 1) 技術開發(fā)中 |
2) 在剃須刀上涂上涂層,。 | 2)在不犧牲銳度的情況下,，制造出低摩擦表面。 | 2) 高檔剃須刀已產業(yè)化 | |
其他應用 | 1) 去除光刻膠,。 | 1) 用HWCVD法去除經高劑量離子注入后的光刻膠,，且不會有任何殘留。 | 1) 相關設備已制造,。 |
2) 表面清潔,。 | 2) 清潔遠紫外光刻的反射鏡表面 | 2) 在遠紫外光刻設備中應用. | |
3) 改善噴墨或絲網印刷金屬線的電阻率。 | 3) 用HWCVD進行氫處理可以在室溫下形成低電阻率的Cu或Ag金屬線,。 | 3)產業(yè)化推進中 | |
4) HWCVD法實現在c-Si中的低溫P或B摻雜 | 4) 通過熱絲裂解PH3或B2H6,，可以在80℃條件下將P或B原子摻雜到c-Si中。 | 4)研究起步 |
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