化學氣相沉積法

化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition 簡稱CVD) 是利用氣態或蒸汽態的物質在氣相或氣固界面上發生反應生成固態沉積物的過程。

過程,特點,分類,

過程

化學氣相沉積過程分為三個重要階段:反應氣體向基體表面擴散、反應氣體吸附於基體表面、在基體表面上發生化學反應形成固態沉積物及產生的氣相副產物脫離基體表面。最常見的化學氣相沉積反應有:熱分解反應、化學合成反應和化學傳輸反應等。通常沉積TiC或TiN,是向850~1100℃的反應室通入TiCl4,H2,CH4等氣體,經化學反應,在基體表面形成覆層。

特點

化學氣相沉積法之所以得到發展,是和它本身的特點分不開的,其特點如下。
I) 沉積物種類多: 可以沉積金屬薄膜、非金屬薄膜,也可以按要求製備多組分合金的薄膜,以及陶瓷或化合物層。
2) CVD反應在常壓或低真空進行,鍍膜的繞射性好,對於形狀複雜的表面或工件的深孔、細孔都能均勻鍍覆。
3) 能得到純度高、緻密性好、殘餘應力小、結晶良好的薄膜鍍層。由於反應氣體、反應產物和基體的相互擴散,可以得到附著力好的膜層,這對表面鈍化、抗蝕及耐磨等表面增強膜是很重要的。
4) 由於薄膜生長的溫度比膜材料的熔點低得多,由此可以得到純度高、結晶完全的膜層,這是有些半導體膜層所必須的。
5) 利用調節沉積的參數,可以有效地控制覆層的化學成分、形貌、晶體結構和晶粒度等。
6) 設備簡單、操作維修方便。
7) 反應溫度太高,一般要850~ 1100℃下進行,許多基體材料都耐受不住CVD的高溫。採用等離子或雷射輔助技術可以降低沉積溫度。

分類

化學氣相沉積的方法很多,如常壓化學氣相沉積(Atmospheric pressure CVD,APCVD)、低壓化學氣相沉積(Low pressure CVD,LPCVD)、超高真空化學氣相沉積(Ultrahigh vacuum CVD,UHVCVD)、雷射化學氣相沉積(Laser CVD,LCVD)、金屬有機物化學氣相沉積(Metal-organic CVD,MOCVD),電漿增強化學氣相沉積(Plasma enhanced CVD,PECVD)等。

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