等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)原理是行使低溫等離子體(非平衡等離子體)作能量源,工件置于低氣壓下輝光放電的陰極上,行使輝光放電(或另加發(fā)熱體)使工件升溫到預(yù)定的溫度,然后通入適量的反應(yīng)氣體,氣體經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)和等離子體反應(yīng),在工件外觀形成固態(tài)薄膜?它包括了化學(xué)氣相沉積的一樣平常技術(shù),又有輝光放電的強化作用?

因為粒子間的碰撞,產(chǎn)生劇烈的氣體電離,使反應(yīng)氣體受到活化?同時發(fā)生陰極濺射效應(yīng),為沉積薄膜提供了清潔的活性高的外觀?因而整個沉積過程與僅有熱激活的過程有明顯不同?這兩方面的作用,在進(jìn)步涂層結(jié)合力,降消沉積溫度,加快反應(yīng)速度諸方面都創(chuàng)造了有利條件?

PCVD的工藝裝配由沉積室?反應(yīng)物輸送體系?放電電源?真空體系及檢測體系組成?氣源需用氣體凈化器除去水分和其它雜質(zhì),經(jīng)調(diào)節(jié)裝配得到所必要的流量,再與源物質(zhì)同時被送入沉積室,在肯定溫度和等離子體激活等條件下,得到所需的產(chǎn)物,并沉積在工件或基片外觀?所以,PCVD工藝既包括等離子體物理過程,又包括等離子體化學(xué)反應(yīng)過程?

DC-PCVD是行使高壓直流負(fù)偏壓(-1~-5kV),使低壓反應(yīng)氣體發(fā)生輝光放電產(chǎn)生等離子體,等離子體在電場作用下轟擊工件,并在工件外觀沉積成膜?

該設(shè)備因為工件僅靠離子和高能粒子轟擊提供能量,在進(jìn)行產(chǎn)品的批量生產(chǎn)時就不可避免的暴露出一些瑕玷:

為了解決以上題目,有的學(xué)者采用雙陰極輝光放電裝配,增長一個陰極作為輔助陰極,雖然有肯定結(jié)果,但還不夠完美?

微波等離子體的特點是能量大,活性強?激發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)原子多,化學(xué)反應(yīng)容易進(jìn)行,是一種很有發(fā)展前途?用途廣泛的新工藝,微波頻率為2.45GHz?

在低壓容器的兩極上加高頻電壓則產(chǎn)生射頻放電形成等離子體,射頻電源通常采用電容耦合或電感耦合方式,其中又可分為電極式和無電極式結(jié)構(gòu),電極式一樣平常采用平板式或熱管式結(jié)構(gòu),好處是可容納較多工件,但這種裝配中的分解率遠(yuǎn)低于1%,即等離子體的內(nèi)能不高?電極式裝配設(shè)在反應(yīng)容器外時,重要為感應(yīng)線圈,也叫無極環(huán)形放電,射一再率為13.56MHz?

1)薄膜材料硬度用維氏顯微壓痕法測定?

二.優(yōu)瑕玷及使用范圍

PCVD技術(shù)具有沉積溫度低,沉積速率快,繞鍍性好,薄膜與基體結(jié)合強度好,設(shè)備操作維護簡單等好處,用PCVD法調(diào)節(jié)工藝參數(shù)方便天真,容易調(diào)整和控制薄膜厚度和成份組成結(jié)構(gòu),沉積出多層復(fù)合膜及多層梯度復(fù)合膜等優(yōu)質(zhì)膜,同時,PCVD法還拓展了新的低溫沉積領(lǐng)域,例如,用PCVD法可將TiN的反應(yīng)溫度由CVD法的1000℃降到200~500℃,用PCVD法制備納米陶瓷薄膜的特點是:產(chǎn)品的楊氏模量?抗壓強度和硬度都很高,耐磨性好,化學(xué)性能穩(wěn)固,抗氧化性和腐蝕性好,有較高的高溫強度?

1)溫度的正確測量和溫度的均勻性題目?

2)腐蝕污染題目?由于通過化學(xué)反應(yīng),有反應(yīng)產(chǎn)物及副產(chǎn)物,對腐蝕性產(chǎn)物要解決真空泵的腐蝕題目,還要解決排氣的污染控制及消滅題目?

3)沉積膜中的殘留氣體題目?用PCVD法所得TiN薄膜中的氯氣含量隨沉積溫度的升高而降低,一樣平常來講,沉積溫度高,速度慢,可削減殘余氣體量,在Si3N4膜中,若含氫量多,會影響膜的介電性能?

PCVD工藝具有廣泛的用途?

對于低壓合成金剛石?硬碳膜及立方氮化硼的研究工作,國內(nèi)外學(xué)者及研究機構(gòu)都做了大量的工作,用DC?RF?MW-PCVD法都可得到這些材料,但用得最多的是MW-PCVD金剛石薄膜在半導(dǎo)體和光學(xué)器件上的應(yīng)用已較成成熟,但在切削刀具?模具上的應(yīng)用尚有大量工作要做?

(4)光導(dǎo)釬維

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