化学气相沉积的应用
现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料,这些功能材料必须是高纯的,或者是在高纯材料中有意地掺入某种杂质形成的掺杂材料。但是,我们过去所熟悉的许多制备方法如高温熔炼、水溶液中沉淀和结晶等往往难以满足这些要求,也难以保证得到高纯度的产品。化学气相沉积法不但能制备出各类金属晶须,同时也能生产出化合物晶须,比如氧化铝、金刚砂、碳化钛晶须等等。因此,无机新材料的合成就成为现代材料科学中的主要课题。
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化学气相沉积技术在材料制备中的使用
化学气相沉积技术生产多晶/非晶材料膜:
化学气相沉积法在半导体工业中有着比较广泛的应用。比如作为缘介质隔离层的多晶硅沉积层。在当代,微型电子学元器件中越来越多的使用新型非晶态材料,这种材料包括磷硅玻璃、硼硅玻璃、SiO2以及 Si3N4等等。对基于PECVD技术的硅基薄膜的沉积而言,如果能够深刻揭示其沉积机理,便可以在保证材料优良物性的前提下,大幅度提高硅基薄膜材料的沉积速率。此外,也有一些在未来有可能发展成开关以及存储记忆材料,例如氧化铜-氧化铜等都可以使用化学气相沉积法进行生产。
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化学气相沉积的特点
化学气相沉积法之所以得到发展,是和它本身的特点分不开的,其特点如下。
I) 沉积物种类多: 可以沉积金属薄膜、非金属薄膜,也可以按要求制备多组分合金的薄膜,以及陶瓷或化合物层。
2) CVD反应在常压或低真空进行,镀膜的绕射性好,对于形状复杂的表面或工件的深孔、细孔都能均匀镀覆。
3) 能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。由于反应气体、反应产物和基体的相互扩散,可以得到附着力好的膜层,这对表面钝化、抗蚀及耐磨等表面增强膜是很重要的。
4) 由于薄膜生长的温度比膜材料的熔点低得多,由此可以得到纯度高、结晶完全的膜层,这是有些半导体膜层所必须的。
5) 利用调节沉积的参数,可以有效地控制覆层的化学成分、形貌、晶体结构和晶粒度等。
6) 设备简单、操作维修方便。
7) 反应温度太高,一般要850~ 1100℃下进行,许多基体材料都耐受不住CVD的高温。采用等离子或激光辅助技术可以降低沉积温度。
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