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人們把等離子體、離子束引入到傳統(tǒng)的物理氣相沉積技術的蒸發(fā)和濺射中,參與其鍍膜過程,同時通入反應氣體,也可以在固體表面進行化學反應,生成新的合成產(chǎn)物固體相薄膜,稱其為反應鍍。
在濺射鈦(Ti)等離子體中通入反應氣體N2后合成TiN就是一例。
這就是說物理氣相沉積也可以包含有化學反應。又如,在反應室內通入,借助于w靶陰極電弧放電,在Ar,W等離子體作用下使分解,并在固體表面實現(xiàn)碳鍵重組,生成摻W的類金剛石碳減摩膜,人們習慣上把這種沉積過程仍歸入化學氣相沉積,但這是在典型的物理氣相沉積技術——金屬陰極電弧離子鍍中實現(xiàn)的。
化學氣相沉積工藝是這樣一種沉積工藝,被沉積物體和沉積元素(單元或多元)蒸發(fā)化合物置于反應室,當高溫氣流進入反應室時,可控制的反應室可使其發(fā)生一種合適的化學反應,導致被沉積物體的表面形成一種膜層,同時將反應產(chǎn)物及多余物從反應室蒸發(fā)排除。
化學氣相沉積(簡稱CVD),也即化學氣相鍍或熱化學鍍或熱解鍍或燃氣鍍,屬于一種薄膜技術。常見的化學氣相沉積工藝包括常壓化學氣相沉積(NPCVD),低壓化學氣相沉積(LPCVD),大氣壓下化學氣相沉積(APCVD)。
射頻等離子體增強化學氣相沉積(RF-PCVD)
在低壓容器的兩極上加高頻電壓則產(chǎn)生射頻放電形成等離子體,射頻電源通常采用電容耦合或電感耦合方式,其中又可分為電極式和無電極式結構,電極式一般采用平板式或熱管式結構,優(yōu)點是可容納較多工件,但這種裝置中的分解率遠低于1%,即等離子體的內能不高。電極式裝置設在反應容器外時,主要為感應線圈,如圖5,也叫無極環(huán)形放電,射頻頻率為13.56MHz。
隨著市場和研究人員的要求,隨著基于傳統(tǒng)工藝的新系統(tǒng)的出現(xiàn),新的涂料性能得到了發(fā)展。即使通過蒸發(fā)工藝獲得的沉積速率是理想的,但事實是,濺射沉積技術在質量和沉積速率方面取得了無疑的進步,響應了對此領域感興趣的行業(yè)和研究人員的需求,甚至用作中間層,用于通過化學氣相沉積(CVD)獲得的其他涂層。
CVD是另一種在真空下沉積的方法,并且是使待沉積材料中的揮發(fā)性化合物與其他氣體發(fā)生化學反應的過程,以產(chǎn)生沉積在基材上的非揮發(fā)性固體。