? ? ? 化學氣相沉積是一種化工技術,該技術主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質、在襯底表面上進行化學反應生成薄膜的方法。化學氣相淀積是近幾十年發展起來的制備無機材料的新技術?;瘜W氣相淀積法已經廣泛用于提純物質、研制新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態無機薄膜材料。這些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物,也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素間化合物,而且它們的物理功能可以通過氣相摻雜的淀積過程精確控制?;瘜W氣相淀積已成為無機合成化學的一個新領域。
? ? ?現代科學和技術需要使用大量功能各異的無機新材料,這些功能材料必須是高純的,或者是在高純材料中有意地摻入某種雜質形成的摻雜材料。但是,我們過去所熟悉的許多制備方法如高溫熔煉、水溶液中沉淀和結晶等往往難以滿足這些要求,也難以保證得到高純度的產品。因此,無機新材料的合成就成為現代材料科學中的主要課題
化學氣相沉積(CVD)
1.原理: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。
2.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、反應氣體吸附于基體表面、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。*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。
3.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:
(1)沉積物種類多: 可以沉積金屬薄膜、非金屬薄膜,也可以按要求制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,對于形狀復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、致密性好、殘余應力小、結晶良好的薄膜鍍層。
(4)由于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。采用等離子或激光輔助技術可以降低沉積溫度。
?CVD設備種類及其特點和應用領域
? ? ? 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)、激光誘導化學氣相沉積(Laser CVD,LCVD)、金屬有機物化學氣相沉積(Metal-organic CVD,MOCVD),等離子體化學氣相沉積(Plasma enhanced CVD,PECVD)等。
? ? 根據CVD的加熱方式,可以將CVD分為熱壁和冷壁兩種。市面上常見的化學氣相沉積系統通常是熱壁CVD,直接依靠爐體的升溫對生長區進行加熱。熱壁CVD工藝相對更加成熟,制備成本較低,且在材料生長中表現出良好的可靠性,因此收到眾多實驗室的青睞。冷壁 CVD 系統通過恒流源直接對導電襯底供電加熱,腔壁和樣品無直接接觸,僅由于熱輻射傳導而略微升溫,因此稱為“冷壁”。它的優點是其降溫速度可以通過所加的恒流源控制,能夠在較大的范圍內控制降溫速率。
微波等離子體設備氣路、MPCVD鉆石生長設備供氣氣路、CVD培育鉆石設備供氣、CVD設備氣路管道安裝、CVD設備氣路閥板、CVD設備供氣裝置等
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材料與組件