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氣相沉積主要分為兩大類:
化學氣相沉積(,簡稱CVD);
物理氣相沉積(,簡稱PVD)。
,人們利用易揮發(fā)的液體TiCI稍加熱獲得TiCI氣體和NH氣體一起導入高溫反應室,讓這些反應氣體分解,再在高溫固體表面上進行遵循熱力學原理的化學反應,生成TiN和HCI,HCi被抽走,TiN沉積在固體表面上成硬質(zhì)固相薄膜。人們把這種通過含有構(gòu)成薄膜元素的揮發(fā)性化合物與氣態(tài)物質(zhì),在固體表面上進行化學反應,且生成非揮發(fā)性固態(tài)沉積物的過程,稱為化學氣相沉積(,CVD)。
磁控濺射:在真空環(huán)境下,通過電壓和磁場的共同作用,以被離化的惰性氣體離子對靶材進行轟擊,致使靶材以離子、原子或分子的形式被彈出并沉積在基件上形成薄膜。根據(jù)使用的電離電源的不同,導體和非導體材料均可作為靶材被濺射。
離子束DLC:碳氫氣體在離子源中被離化成等離子體,在電磁場的共同作用下,離子源釋放出碳離子。離子束能量通過調(diào)整加在等離子體上的電壓來控制。碳氫離子束被引到基片上,沉積速度與離子電流密度成正比。星弧涂層的離子束源采用高電壓,因而離子能量更大,使得薄膜與基片結(jié)合力很好;離子電流更大,使得DLC膜的沉積速度更快。離子束技術(shù)的主要優(yōu)點在于可沉積超薄及多層結(jié)構(gòu),工藝控制精度可達幾個埃,并可將工藝過程中的顆料污染所帶來的缺陷降至。
由于粒子間的碰撞,產(chǎn)生劇烈的氣體電離,使反應氣體受到活化。同時發(fā)生陰極濺射效應,為沉積薄膜提供了清潔的活性高的表面。因而整個沉積過程與僅有熱的過程有明顯不同。這兩方面的作用,在進步涂層結(jié)協(xié)力,降低沉積溫度,加快反應速度諸方面都創(chuàng)造了有利條件。
等離子體化學氣相沉積技術(shù)按等離子體能量源方式劃分,有直流輝光放電、射頻放電和微波等離子體放電等。隨著頻率的增加,等離子體強化CVD過程的作用越明顯,形成化合物的溫度越低。
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(shù)在質(zhì)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。