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周圍環(huán)境的好壞直接影響真空設(shè)備的正常使用;而真空設(shè)備的真空室或裝入里面的零件是否清洗,又直接影響設(shè)備的性能。如果空氣中含有大量的水蒸氣和灰塵,在真空室沒有經(jīng)過清洗的情況下用油封機(jī)械泵去抽氣,要達(dá)到預(yù)期的真空度很難的。眾所周,油封式機(jī)械泵不宜抽除對(duì)金屬有腐蝕性、對(duì)真空油其反應(yīng)的以含有顆粒塵埃的氣體。水蒸氣為可凝性氣體,當(dāng)大量抽除可凝性氣體時(shí),對(duì)泵油的污染會(huì)更加嚴(yán)重,結(jié)果使泵的極限真空下降,破壞了泵的抽氣性能。
同時(shí),人們把另一類氣相沉積,即通過高溫加熱金屬或金屬化合物蒸發(fā)成氣相,或者通過電子、等離子體、光子等荷能粒子的能量把金屬或化合物靶濺射出相應(yīng)的原子、離子、分子(氣態(tài)),在固體表面上沉積成固相膜,其中不涉及到物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)(分解或化合),稱為物理氣相沉積PVD)。
隨著氣相沉積技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,上述兩類型氣相沉積各自都有新的技術(shù)內(nèi)容,兩者相互交叉,你中有我,我中有你,致使難以嚴(yán)格分清是化學(xué)的還是物理的。
(1)化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)溫度一般在900~1200℃,中溫CVD例如MOCVD(金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積),反應(yīng)溫度在500~800℃。若通過氣相反應(yīng)的能量,還可把反應(yīng)溫度降低。
“輔助”CVD的工藝較多,主要有:
① 電子輔助CVD(EACVD)(也稱為電子束輔助CVD,電子增強(qiáng)CVD,或電子束誘導(dǎo)CVD),涂層的形成在電子作用下得到改進(jìn)。
② 激光輔助CVD(LACVD),也稱為激光CVD或光子輔助CVD,涂層的形成在激光輻照作用下得到改進(jìn)。
③ 熱絲CVD,也稱為熱CVD,一根熱絲放在被鍍物件附近進(jìn)行沉積。
④ 金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD),是在一種有機(jī)金屬化合物氣氛(這種氣氛在室溫時(shí)是穩(wěn)定的,但在高溫下分解)中進(jìn)行沉積。
對(duì)于需要更高的表面形態(tài)質(zhì)量的應(yīng)用(對(duì)于粗糙度,晶粒尺寸,化學(xué)計(jì)量和其他要求比沉積速率更重要的應(yīng)用),濺射工藝似乎是一種替代方法。由于在冷卻過程中隨著溫度或基材(聚合物)熔化溫度的降低而產(chǎn)生的應(yīng)力,沉積過程對(duì)某些應(yīng)用提出了溫度限制。這導(dǎo)致濺射工藝在PVD沉積技術(shù)中變得更加重要,同時(shí)又不會(huì)忘記基于濺射工藝的新技術(shù)的出現(xiàn),以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。