化學(xué)氣相沉積
chemical vapor deposition,CVD
定義:用化學(xué)方法使氣體在基體材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成覆蓋層的方法。
學(xué)科:機(jī)械工程 機(jī)械制造工藝與設(shè)備_表面工程_氣相沉積
相關(guān)詞:激光化學(xué) 氣相沉積 等離子體增強(qiáng)
圖片來(lái)源:視覺(jué)中國(guó)
【延伸閱讀】
化學(xué)氣相沉積是使氣體在基體材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成覆蓋層的方法。參與反應(yīng)的氣體是一種或多種含有構(gòu)成薄膜元素的化合物或單質(zhì),它們進(jìn)入反應(yīng)室后被加熱激活,隨后擴(kuò)散并吸附到基體表面,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成的固態(tài)物質(zhì)沉積在基體表面,就得到我們所需的薄膜或涂層,氣態(tài)的反應(yīng)副產(chǎn)品從基體表面解吸并擴(kuò)散到主氣流中被排出。
通過(guò)化學(xué)氣相沉積法得到的薄膜表面光滑、成分均勻,如果主動(dòng)改變反應(yīng)物的濃度或成分,還可以得到梯度薄膜或混合薄膜。它的成膜速度快,最高可達(dá)每分鐘上百微米,能夠同時(shí)對(duì)大量基板進(jìn)行鍍膜?;瘜W(xué)氣相沉積可以在常壓和低壓下進(jìn)行,無(wú)須物理氣相沉積的真空要求,設(shè)備簡(jiǎn)單。它的缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度高(一般在1000℃左右),容易引起基體變形和材料性能劣化。這一缺陷可以通過(guò)等離子體或激光輔助激活的方式來(lái)彌補(bǔ)。
化學(xué)氣相沉積是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)包括:熱分解反應(yīng),如硅烷熱分解沉積生成多晶硅;還原反應(yīng),如利用氫氣還原四氯化硅制備單晶硅;氧化反應(yīng),如利用氧氣氧化硅烷得到二氧化硅;化合反應(yīng),如氣態(tài)四氯化鈦與氮?dú)夂蜌錃庠阡摰谋砻娣磻?yīng)生成耐磨的氮化鈦涂層。通過(guò)控制溫度、氣壓、反應(yīng)物濃度等參數(shù),就能夠控制薄膜的生長(zhǎng)速率。
化學(xué)氣相沉積技術(shù)在多個(gè)前沿高精尖技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它可以合成多種半導(dǎo)體材料,用于微電子器件的制備和集成電路的制造;也可以制備不同力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)的涂層,應(yīng)用于光學(xué)涂層、耐磨涂層、防腐涂層等領(lǐng)域;另外,制備多種新興材料(如金剛石薄膜、石墨烯薄膜、高溫超導(dǎo)薄膜等)也離不開(kāi)它。
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