金属反射层溅镀机的基本结构

金属反射层溅镀机的基本结构及主要工艺参数和故障排除

苏立诚

注：因Unaxis溅镀机型号繁多，本文主要针对现时市场上流行的Swivel2000型号作解说

1。金属反射层溅镀机的基本结构和溅镀原理

a. 基本结构

图1 Unaxis Swivel2000 正面及背面

A Pivot arm 腔外手臂H Media battery 水，气管路

B Inner mask holder (只适用於Cube系列溅镀机) I Control box 控制电箱

C Protective cover for sputter source 溅镀源保护盖J Operator terminal 操作面板

D Turbo pump with control unit 分子帮连控制器L Swivel arm drive 腔内手臂马达

E Catch 固定装置M M-Drive for pivot arm 腔外手臂驱动器

F Roughing Pump 机械帮N Gas dosing unit 氩气流量调节阀

G Frame 框架O M-Drive for swivel arm 腔内手臂驱动器

图2 Unaxis Swivel2000 及溅镀源

A Pivot arm 腔外手臂O M-Drive for swivel arm 腔内手臂驱动器

B Inner mask holder (只适用於Cube系列溅镀机) P Adaptor flange 冷却法兰

K PKR vacuum gauge 高真空探头Q Outer mask (只适用於Cube系列溅镀机)

M M-Drive for pivot arm 腔外手臂驱动器R Target (只适用於Cube系列溅镀机)

N Gas dosing unit 氩气流量调节阀S Sputter source ARQ190 (只适用於Cube系列溅镀机) 真空腔–载锁腔 Load Lock chamber, 主真空腔 Main chamber, 溅镀腔 Sputter chamber

?载锁腔是腔外手臂PA与溅镀机主体的碟片传送界面。在这腔内碟片会被抽真空至预真空fore vacuum ~10E-2mbar范围。

?主真空腔含腔内手臂SA，此手臂将碟片来回传送於载锁腔与溅镀腔之间。在这腔内碟片会被抽真空至高真空high vacuum ~10E-4mbar范围。

?溅镀腔含溅镀源。在这腔内利用溅镀原理(氩气作工艺气体)，碟片会被镀上反光薄膜。

真空帮–含一机械帮(二级旋叶式)及一分子帮。机械帮为载锁腔产生预真空，并作为分子帮的前置帮。分子帮固定在主真空腔上，用於产生高真空。

图3 机械帮图4 分子帮

A 旋叶式机械帮 A Profibus模块 C 分子帮

B 油雾分隔器 B 电子驱动单元 D 水冷部件

真空探头– PKR探头测量主真空腔内的真空度。TPR探头测量机械帮进气口的真空度。水，气管路–含电磁阀，单向阀，冷却水流量计等，为溅镀机输送冷却水，压缩风及氩气。

图5 水，气管路

溅镀源–含溅镀靶材。在溅镀过程中，靶材表面的物质会被转移并覆盖於碟片上。

图6 最新型号ARQ930S/ARQ931溅镀源及银靶材(已溅镀180，000张60nm的CD-R)

腔外手臂PA –将碟片来回传送於溅镀机(载锁腔)与主生产线(输送带)之间。PA由驱动器M-Drive控制及带动。PA手掌含吸盘把碟片吸住。

图7 腔外手臂PA

A 气缸及感应器(主生产线运输带上) E origin 位置感应器

B PA手掌 (主生产线运输带上) F PA手掌 (Load lock上)

C PA驱动轴G 气缸及感应器(Load lock上)

D 0/180 位置感应器

图8 PA手掌

A 气缸 C 密封圈

B PA手掌 D 吸盘

腔内手臂SA – 将碟片来回传送於载锁腔与溅镀腔之间。 SA 由驱动器M-Drive 控制及带动。

图9 腔内手臂SA 及驱动马达 A SA 手掌 E 压缩风口

B 连接块 F origin 位置感应器

C 转轴 G 0/180 位置感应器

D SA 马达

图10 马达控制及驱动器M-Drive

控制电箱–含所有用以运作溅镀机的电及电子元件：可编程逻辑控制器PLC，变压电源，保险丝，继电器等。

图11 控制电箱

A PLC：CPU F 锁

B PLC：I/O模块G 电源接触器

C 风扇H 电缆挡板

D Handling信号连接口I 48V分子帮变压电源

E 保险丝J 24V变压电源

操作面板–图像化操作界面用以控制及操作溅镀机。操作面板通过PROFIBUS与PLC相连。

图12 操作面板

A 显示屏 E 数字按键

B 指示灯 F 操作模式按键

C 按键G 操作模式指示灯

D 功能按键

AE溅镀电源–为溅镀源提供电流，可被放置於主生产线内。

图13 AE Pinnacle电源

图14 真空部局图

A 空气过滤器L 气动阀 (bypass)

B 电磁阀(load lock放气) M 分子帮

C Load lock腔N 电磁阀

D 氩气供应O 电磁阀

E 氩气调压阀P 电磁阀

F 电磁阀 (氩气) Q TPR真空探头

G 溅镀腔R 机械帮

H 主真空腔S 机械帮排气

I PKR高真空探头T 油雾分隔器

J 空气过滤器U 回油阀

K 电磁阀 (溅镀腔放气)

图15 运作示意图 A 溅镀源 G SA 手掌 (Load lock 方向) B 靶材

H 载锁腔Load lock

C 等离子体

I PA 手掌 (Load lock 方向) D SA 手掌 (溅镀腔方向) J PA 手臂及马达

E SA 马达 K PA 手掌 (Handling 方向)

F 主真空腔

L 主生产线上气缸

b. 溅镀流程

1。SA 手臂伸出，在溅镀腔的手掌(碟片)开始溅镀，在load lock 的手掌把load lock 及主真空腔分隔。

2。Load lock 开始放气(泄真空)。

3。於load lock 上的PA 手掌吸住load lock 内已溅镀的碟片，并升起；同时，於handling(主生产线输送带)上的PA 手掌吸住输送带上没溅镀的碟片并升起。PA 手臂旋转180度。

4。於load lock 上的PA 手掌放下并将没溅镀的碟片交到SA 手掌；同时，於handling 的PA 手掌放下并将已溅镀的碟片交到输送带。

5。Load lock 将没溅镀的碟片抽真空至~10E 1mbar 。同一时间，溅镀腔内的碟片已被溅镀。 6。SA 手臂缩下并旋转180度。

7。SA 手臂伸出，下一溅镀周期开始。

c.溅镀原理

溅镀是通过离子碰撞而获得薄膜的一种工艺，主要分为两类：

阴极溅镀(Cathode sputtering)和射频溅镀(RF sputtering)。阴极溅镀一般用于溅镀导体如铝(Alu)，银(Ag)或半导体如硅(Si)。射频溅镀一般用于溅镀非导体如ZnS?SiO2，GeSbTe(RW 格式用镀层)。

要实行阴极溅镀所须的环境：

?高真空以减少氧化物的产生

?惰性工艺气体，通常为氩气

?电场?通常靶材为阴极，碟片为阳极

?冷却水用以带走溅镀时所产生的高热

?磁场

溅镀过程

?将溅镀腔抽真空至~10E-4mbar范围

?注入氩气到溅镀腔至~10E-3mbar范围

?於靶材和碟片之间施以几百伏特的直流电压

?氩气原子於电场中被离子化，产生氩离

子及自由电子

?因电场关系，氩离子向阴极(靶材)加

速，自由电子向阳极加速

?被加速的氩离子和自由电子撞向其他氩

原子，因动能传移，使更多的氩原子被

离子化。

?这过程一直持续，最后产生雪崩现象，

等离子体持续自行放电。

?大量氩离子撞击靶材表面，氩离子的动

能转移至靶材原子，一部份转化成靶材

原子的动能，一部份转化为热。因此靶材必须用冷却水冷却。

?当靶材原子获得足够动能，它们会脱离靶材表面并自由地於溅镀腔内移动，最后覆盖於碟片及其他表面。

?於靶材下的磁场会提高等离子体的一致性，因而改善溅镀层的厚度均匀性。图16 阴极溅镀原理

A 阴极 E 自由电子

B 靶材 F 镀层

C 氩离子G 碟片

D 靶材游离分子H 碟片输送部件(阳极)

2。金属反射层溅镀机的主要工艺参数

因应不同的溅镀源型号，工艺参数亦有所不同。以下列出市场上较常见的几种溅镀源及其参考参数：

注：用ARQ900镀银必须安装ARQ900S升级套装配件

ARQ930S

注：因应不同硬件/环境条件，如真空泄漏，氩气纯度过低，冷却水品质不理想，以上工艺参数须作相应调整。另外，因应不同工艺，如所需镀层较厚，工艺参数亦须作相应调整。

3。金属反射层溅镀机的故障排除

因溅镀工艺相对比较复杂，故必须对溅镀机进行定期维护，以确保其运作稳定。以下是一些日常维护项目：

注：跟据不同的溅镀机型号，溅镀源型号，所须的维护会有所不同。维护频率亦因使用情况，环境因数而有所不同。以上列表只供参考，用户须查看随机使用手册以获得更详尽及合适资料(如具体维护步骤等)。

以下是溅镀机常见的故障及排除：

注：跟据不同的溅镀机型号，溅镀源型号，故障报警会有所不同。以上列表只供参考，用户须查看随机使用手册以获得更详尽及合适资料(如具体检修步骤等)。

金属有机化学气相沉积法word精品

金属有机化学气相沉积 一、原理： 金属有机化学气相沉积(MOCVD )是以川族、n族元素的有机化合物和v、w族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种川-V 族、n-w族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。金属有机化学气相沉积系统(MOCVD是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积(CVD)工艺，其原理为 利用有机金属化学气相沉积法metal-orga nic chemical vapor depositio n.MOCVD 是一利用气相反应物，或是前驱物precursor 和川族的有机金属和V族的NH3，在基材substrate 表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。 二、MOCVD勺应用范围 MOCVD主要功能在於沉积高介电常数薄膜，可随著precursor的更换，而沉积出不同种类的薄膜.对於LED来说丄ED晶片由不同半导体材料的多层次架构构成，这些材料放在一个装入金属有机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生，对於决定LED的性能特徵并因此影响白光LED的装仓至关重要.MOCVD 应用的范围有：1,钙钛 矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2等；2,铁电薄膜；3, ZnO透明导电薄膜，用於蓝光LED的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT的ZnO,ZnO 纳米线；4,表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5,三五族化合物如GaN,GaAs基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器；6, MEMS 薄膜；7, 太阳能电池薄膜；8,锑化物薄膜；9, YBCO 高温超导带；10,用於探测器的SiC,Si3N4等宽频隙光电器件MOCVD对镀膜成分，晶相等品质容易控制，可在形状复杂的基材，衬底，上形成均匀镀膜，结构密致，附著力良好之优点，因此MOCVD已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD制程依用途不同，制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用，如制造超细晶体和控制触 媒得有效深度等.在可预见的未来 裏,MOCVD制程的应用与前景是十分光明的. 三、MOCV组件介绍 MOCV系统的组件可大致分为：反应腔、气体控制及混合系统、反应源及废气处理系统。 1. 反应腔 反应腔(Reactor Chamber)主要是所有气体混合及发生反应的地方，腔体通常是由不 锈钢或是石英所打造而成，而腔体的内壁通常具有由石英或是高温陶瓷所构成的内衬。 在腔体中会有一个乘载盘用来乘载基板，这个乘载盘必须能够有效率地吸收从加热器所提供 的能量而达到薄膜成长时所需要的温度，而且还不能与反应气体发生反应，所以多半是用石 墨所制造而成。加热器的设置，依照设计的不同，有的设置在反应腔体之内，也有设置在 腔体之外的，而加热器的种类则有以红外线灯管、热阻丝及微波等加热方式。在反应腔 体内部通常有许多可以让冷却水流通的通道，可以让冷却水来避免腔体本身在薄膜成长时发

MOCVD有机金属化学气相沉积

原理：金属有机化学气相沉积系统（MOCVD)是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积（CVD)工艺，其原理为利用有机金属化学气相沉积法metal-organic chemical vapor deposition.MOCVD是一种利用气相反应物，或是前驱物precursor和Ⅲ族的有机金属和V族的NH3，在基材substrate表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。 优缺点：MOCVD设备将Ⅱ或Ⅲ族金属有机化合物与Ⅳ或Ⅴ族元素的氢化物相混合后通入反应腔，混合气体流经加热的衬底表面时，在衬底表面发生热分解反应，并外延生长成化合物单晶薄膜。与其他外延生长技术相比，MOCVD技术有着如下优点：（1）用于生长化合物半导体材料的各组分和掺杂剂都是以气态的方式通入反应室，因此，可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺杂浓度、厚度等。可以用于生长薄层和超薄层材料。（2）反应室中气体流速较快。因此，在需要改变多元化合物的组分和掺杂浓度时，可以迅速进行改变，减小记忆效应发生的可能性。这有利于获得陡峭的界面，适于进行异质结构和超晶格、量子阱材料的生长。（3）晶体生长是以热解化学反应的方式进行的，是单温区外延生长。只要控制好反应源气流和温度分布的均匀性，就可以保证外延材料的均匀性。因此，适于多片和大片的外延生长，便于工业化大批量生产。（4）通常情况下，晶体生长速率与Ⅲ族源的流量成正比，因此，生长速率调节范围较广。较快的生长速率适用于批量生长。（5）使用较灵活。原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的MOCVD生长。而可供选择作为反应源的金属有机化合物种类较多，性质也有一定的差别。（6）由于对真空度的要求较低，反应室的结构较简单。（7）随着检测技术的发展，可以对MOCVD 的生长过程进行在位监测。 MOCVD技术的主要缺点大部分均与其所采用的反应源有关。首先是所采用的金属有机化合物和氢化物源价格较为昂贵，其次是由于部分源易燃易爆或者有毒，因此有一定的危险性，并且，反应后产物需要进行无害化处理，以避免造成环境污染。另外，由于所采用的源中包含其他元素（如C，H等），需要对反应过程进行仔细控制以避免引入非故意掺杂的杂质。 基本结构和工作流程：通常MOCVD生长的过程可以描述如下：被精确控制流量的反应源材料在载气（通常为H2，也有的系统采用N2）的携带下被通入石英或者不锈钢的反应室，在衬底上发生表面反应后生长外延层，衬底是放置在被加热的基座上的。在反应后残留的尾气被扫出反应室，通过去除微粒和毒性的尾气处理装置后被排出系统。MOCVD工作原理如图所示。

金属有机化学气相沉积的研究进展

金属有机化学气相沉积的研究进展＊ 李　一１，２ ，李金普１，柳学全２，贾成厂１ （１　北京科技大学材料科学与工程学院，北京１０００８３；２　钢铁研究总院，北京１０００８１ ）摘要 概述了金属有机化学气相沉积技术（ＭＯＣＶＤ）的一般原理，讨论了适用于金属有机化学气相沉积的前驱体化合物及反应器类型，介绍了金属有机化学气相沉积技术在半导体化合物材料和各种薄膜材料中的发展及应用。 关键词 金属有机化学气相沉积　半导体化合物　薄膜材料 Ｒｅｃｅｎｔ　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐ ｏｓｉｔｉｏｎＬＩ　Ｙｉ　１， ２，ＬＩ　Ｊｉｎｐｕ１，ＬＩＵ　Ｘｕｅｑｕａｎ２，ＪＩＡ　Ｃｈｅｎｇｃｈａｎｇ １ （１　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵＳＴＢ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８３；２　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｉｒｏｎ　＆Ｓｔｅｅｌ　ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８１）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｒｕｌｅｓ　ｏｆ　ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＯＣＶＤ）ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｃｕｒ－ｓｏｒｓ　ａｎｄ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｒｅａｃｔｏｒｓ　ａｐｐｌｙ　ｔｏ　ＭＯＣＶＤ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｃｅｎｔ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＭＯＣＶＤ　ｉｎ　ｃｏｍ－ｐ ｏｕｎｄ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙ　 ｗｏｒｄｓ ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｍａｔｅｒｉａｌ　＊国家高技术研究发展计划（ ８６３计划）（２００９ＡＡ０３Ｚ１１６）　李一：男， １９６８年生，高级工程师，在职博士，主要从事羰基金属材料研究 金属有机化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ，Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇ ａｎｉｃ　ｃｈｅ－ｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）是以低温下易挥发的金属有机化合物为前驱体， 在预加热的衬底表面发生分解、氧化或还原反应而制成制品或薄膜的技术。与传统的化学气相沉积方法相比，金属有机化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）的沉积温度相对较低， 能沉积超薄层甚至原子层的特殊结构表面，可在不同的基底表面沉积不同的薄膜［１］ ，现已在半导体器件、金属、金属 氧化物、金属氮化物等薄膜材料的制备与研究方面得到广泛 的应用。该技术由美国洛克威尔公司的Ｍａｎｓｅｖｉｔ等［２］ 于２０世纪６０年代发展起来， 是制备半导体功能材料和薄膜材料的有效方法之一。本文将从金属有机化学气相沉积的原理、金属有机化合物前驱体的选择、反应器的类型和金属有机化学气相沉积技术的应用等方面介绍金属有机化学气相沉积技术的研究进展。 １　金属有机化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ） 的原理金属有机化学气相沉积反应源物质（金属有机化合物前驱体）在一定温度下转变为气态并随载气（Ｈ２、Ａｒ）进入化学气相沉积反应器，进入反应器的一种或多种源物质通过气相边界层扩散到基体表面，在基体表面吸附并发生一步或多步的化学反应， 外延生长成制品或薄膜，生成的气态反应物随载气排出反应系统，其原理示意图如图１所示。 ＭＯＣＶＤ反应是一种非平衡状态下的生长机制， 其外延层的生长速率和组织成分等受到基体温度、 反应室压力、金属有机前驱体浓度、反应时间、基体表面状况、气流性质等多 种因素的影响， 只有充分考虑各种因素的综合作用，了解各种参数对沉积物的组成、性能、结构的影响，才能在基体表面沉积出理想的材料 。 图１　ＭＯＣＶＤ原理图 Ｆｉｇ．１　Ａ　ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇ ｒａｍ　ｏｆ　ＭＯＣＶＤ２　金属有机化合物前驱体 常见的化学气相沉积前驱体主要有金属氢化物、金属卤化物和金属有机化合物。与金属氢化物和金属卤化物相比，金属有机化合物具有更低的沉积温度、更低的毒性和对反应系统的腐蚀性， 并且大多数的金属有机化合物都是易挥发的液体或固体，易于随载气进入反应室。具有使用价值的金属 有机化合物应具备以下特点［３］ ：（１） 室温下化学性质稳定；（２）蒸发温度低、饱和蒸汽压高；（３） 稳定的蒸发速率或升华速率；（４）分解温度低、沉积速率合适，低的沉积速率可应用于沉积半导体材料薄膜，高的沉积速率可应用于沉积较厚的 · ３５１·金属有机化学气相沉积的研究进展／李　一等

化学气相沉积技术的应用与研究进展

化学气相沉积技术的应用与研究进展 摘要：本文主要围绕化学气相沉积（cvd ）技术进行展开，结合其基本原理与特点，对一些CVD 技术进行介绍。同时也对其应用方向进行一定介绍。 关键词：cvd ；材料制备；应用 引言 化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)技术是近几十年发展起来的主要应用于无机新材料制备的一种技术。[1] CVD 是一种以气体为反应物(前驱体),通过气相化学反应在固态物质(衬底)表面生成固态物质沉积的技术。它可以利用气相间的反应, 在不改变基体材料的成分和不削弱基体材料的强度条件下,赋予材料表面一些特殊的性能。 本文论述了化学气相沉积技术的基本原理、特点和最新发展起来的具有广泛应用前景的几种新技术, 同时分析了化学气相沉积技术的发展趋势, 并展望其应用前景。 1 CVD 原理 化学气相沉积( CVD, Chemical Vapor Deposition) 是把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室, 在衬底表面发生化学反应, 并把固体产物沉积到表面生成薄 膜的过程。 图1 CVD 法示意图 CVD 的化学反应主要可分两种:一是通 过一种或几种气体之间的反应来产生沉积，如超纯多晶硅的制备、纳米材料（二氧化钛）的制备等；另一种是通过气相中的一个组分与固态基体（有称衬底）表面之间的反应来沉积形成一层薄膜，如集成电路、碳化硅器皿和金刚石膜部件的制备等。 它包括 4 个主要阶段: ① 反应气体向材料表面扩散; ② 反应气体吸附于材料的表面; ③ 在材料表面发生化学反应; ④ 气态副产物脱离材料表面。 在 CVD 中运用适宜的反应方式, 选择相应的温度、气体组成、浓度、压力等参数就能得到具有特定性质的薄膜。但是薄膜的组成、结构与性能还会受到 CVD 内的输送性质( 包括热、质量及动量输送) 、气流 的性质( 包括运动速度、压力分布、气体加热等) 、基板种类、表面状态、温度分布状态等因素的影响。[2][3][4] 2 CVD 技术特点 ① 在中温或高温下，通过气态的初始化合物之间的气相化学反应而形成固体物质沉积在基体上。 ② 可以在常压或者真空条件下(负压“进行沉积、通常真空沉积膜层质量较好)。 ③采用等离子和激光辅助技术可以显著地促进化学反应，使沉积可在较低的温度下进行。

化学气相沉积CVD

化学气相沉积 1 前言 化学气相沉积CVD(Chemical Vapor Deposition)是利用加热，等离子体激励或光辐射等方法，使气态或蒸汽状态的化学物质发生反应并以原子态沉积在置于适当位置的衬底上，从而形成所需要的固态薄膜或涂层的过程。 一般地说，化学气相沉积可以采用加热的方法获取活化能，这需要在较高的温度下进行；也可以采用等离子体激发或激光辐射等方法获取活化能，使沉积在较低的温度下进行。另外，在工艺性质上，由于化学气相沉积是原子尺度内的粒子堆积，因而可以在很宽的范围内控制所制备薄膜的化学计量比；同时通过控制涂层化学成分的变化，可以制备梯度功能材料或得到多层涂层。在工艺过程中，化学气相沉积常常在开放的非平衡状态下进行，根据耗散结构理论，利用化学气相沉积可以获得多种晶体结构。在工艺材料上，化学气相沉积涵盖无机、有机金属及有机化合物，几乎可以制备所有的金属（包括碳和硅），非金属及其化合物（碳化物、氮化物、氧化物、金属间化合物等等）沉积层。另外，由于气态原子或分子具有较大的转动动能，可以在深孔、阶梯、洼面或其他形状复杂的衬底及颗粒材料上进行沉积。为使沉积层达到所需要的性能，对气相反应必须精确控制。 正是由于化学气相沉积在活化方式、涂层材料、涂层结构方面的多样性以及涂层纯度高工艺简单容易进行等一系列的特点，化学气相沉积成为一种非常灵活、应用极为广泛的工艺方法，可以用来制备各种涂层、粉末、纤维和成型元器件。特别在半导体材料的生产方面，化学气相沉积的外延生长显示出与其他外延方法（如分子束外延、液相外延）无与伦比的优越性，即使在化学性质完全不同的衬底上，利用化学气相沉积也能产生出晶格常数与衬底匹配良好的外延薄膜。此外，利用化学气相沉积还可生产耐磨、耐蚀、抗氧化、抗冲蚀等功能涂层。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。经过CVD 处理后，表面处理膜密着性约提高30%，防止高强力钢的弯曲，拉伸等成形时产生的刮痕。