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氣相沉積主要分為兩大類(lèi):
化學(xué)氣相沉積(,簡(jiǎn)稱(chēng)CVD);
物***相沉積(,簡(jiǎn)稱(chēng)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(dǎo)入高溫反應(yīng)室,讓這些反應(yīng)氣體分解,再在高溫固體表面上進(jìn)行遵循熱力學(xué)原理的化學(xué)反應(yīng),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(guò)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng),且生成非揮發(fā)性固態(tài)沉積物的過(guò)程,稱(chēng)為化學(xué)氣相沉積(,CVD)。
同時(shí),人們把另一類(lèi)氣相沉積,即通過(guò)高溫加熱金屬或金屬化合物蒸發(fā)成氣相,或者通過(guò)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(chēng)為物***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(lèi)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***學(xué)氣相沉積),反應(yīng)溫度在500~800℃。若通過(guò)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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。
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物***相沉積(PVD)是一項(xiàng)眾所周知的技術(shù),廣泛應(yīng)用于薄膜沉積,涉及許多方面,包括摩擦學(xué)性能改善,光學(xué)增強(qiáng),視覺(jué)/美學(xué)提升以及許多其他領(lǐng)域,涉及范圍廣泛。已經(jīng)建立的應(yīng)用程序。加工工具可能是該沉積技術(shù)的常見(jiàn)應(yīng)用之一,有時(shí)與化學(xué)氣相沉積(CVD)結(jié)合使用,以延長(zhǎng)其使用壽命,減少摩擦并改善熱性能。然而,CVD工藝在較高的溫度下進(jìn)行,從而在涂層和基材中產(chǎn)生較高的應(yīng)力,基本上僅在需要使用該工藝沉積所需的涂層時(shí)才使用。為了改進(jìn)此技術(shù),已進(jìn)行了多項(xiàng)研究,以?xún)?yōu)化PVD技術(shù),方法是增加等離子體電離,減少暗區(qū)(反應(yīng)器中沒(méi)有沉積物的區(qū)域),改善靶材的使用,提高原子轟擊效率,甚至提高沉積速率并優(yōu)化氣體選擇。