? ? ? 化學(xué)氣相沉積是一種化工技術(shù),該技術(shù)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(zhì)、在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法。化學(xué)氣相淀積是近幾十年發(fā)展起來的制備無機(jī)材料的新技術(shù)。化學(xué)氣相淀積法已經(jīng)廣泛用于提純物質(zhì)、研制新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態(tài)無機(jī)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(xué)氣相淀積已成為無機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域。
? ? ?現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)需要使用大量功能各異的無機(jī)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?fù)饺肽撤N雜質(zhì)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(jié)晶等往往難以滿足這些要求,也難以保證得到高純度的產(chǎn)品。因此,無機(jī)新材料的合成就成為現(xiàn)代材料科學(xué)中的主要課題
化學(xué)氣相沉積(CVD)
1.原理:化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition 簡稱CVD) 是利用氣態(tài)或蒸汽態(tài)的物質(zhì)在氣相或氣固界面上發(fā)生反應(yīng)生成固態(tài)沉積物的過程。
2.過程:化學(xué)氣相沉積過程分為三個(gè)重要階段:反應(yīng)氣體向基體表面擴(kuò)散、反應(yīng)氣體吸附于基體表面、在基體表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉積物及產(chǎn)生的氣相副產(chǎn)物脫離基體表面。*常見的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)有:熱分解反應(yīng)、化學(xué)合成反應(yīng)和化學(xué)傳輸反應(yīng)等。
3.化學(xué)氣相沉積法之所以得到發(fā)展,是和它本身的特點(diǎn)分不開的,其特點(diǎn)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(yīng)在常壓或低真空進(jìn)行,鍍膜的繞射性好,對(duì)于形狀復(fù)雜的表面或工件的深孔、細(xì)孔都能均勻鍍覆。
(3)能得到純度高、致密性好、殘余應(yīng)力小、結(jié)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(diǎn)低得多,由此可以得到純度高、結(jié)晶完全的膜層,這是有些半導(dǎo)體膜層所必須的。
(5)利用調(diào)節(jié)沉積的參數(shù),可以有效地控制覆層的化學(xué)成分、形貌、晶體結(jié)構(gòu)和晶粒度等。
(6) 設(shè)備簡單、操作維修方便。
(7) 反應(yīng)溫度太高,一般要850-1100℃下進(jìn)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(shù)可以降低沉積溫度。
?CVD設(shè)備種類及其特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域
? ? ? 化學(xué)氣相沉積的方法很多,如常壓化學(xué)氣相沉積(Atmospheric pressure CVD,APCVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(Low pressure CVD,LPCVD)、超高真空化學(xué)氣相沉積(Ultrahigh vacuum CVD,UHVCVD)、激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積(Laser CVD,LCVD)、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal-organic CVD,MOCVD),等離子體化學(xué)氣相沉積(Plasma enhanced CVD,PECVD)等。
? ? 根據(jù)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(xué)氣相沉積系統(tǒng)通常是熱壁CVD,直接依靠爐體的升溫對(duì)生長區(qū)進(jìn)行加熱。熱壁CVD工藝相對(duì)更加成熟,制備成本較低,且在材料生長中表現(xiàn)出良好的可靠性,因此收到眾多實(shí)驗(yàn)室的青睞。冷壁 CVD 系統(tǒng)通過恒流源直接對(duì)導(dǎo)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(dǎo)而略微升溫,因此稱為“冷壁”。它的優(yōu)點(diǎn)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(nèi)控制降溫速率。
微波等離子體設(shè)備氣路、MPCVD鉆石生長設(shè)備供氣氣路、CVD培育鉆石設(shè)備供氣、CVD設(shè)備氣路管道安裝、CVD設(shè)備氣路閥板、CVD設(shè)備供氣裝置等
公司在行業(yè)內(nèi)擁有眾多的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn),配套國內(nèi)多家高校與科研單位合作,下圖與實(shí)際案例
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