CVD 或化学气相沉积是一种通过在基底上沉积材料来制造薄膜的工艺。
化学气相沉积的原理是将气体或蒸汽引入一个腔室,与基底发生反应形成薄膜。
这种反应可由各种能源(如热、光或等离子体)引发。
CVD 工作机制概述
CVD 的工作原理是将气态反应物引入一个腔室,在受控条件下与基底发生化学反应,形成薄膜。
根据所用能源的不同,反应的启动方式可以是热启动、激光辅助或等离子体辅助。
详细说明
1.引入气态反应物
在 CVD 过程中,首先要将气态反应物引入腔室。
这些反应物可以是气体、液体或固体,在进入反应器之前已经气化。
对于气态反应物,通过压力控制器将这些反应物输送到反应器中;对于液态或固态反应物,则通过加热将其输送到反应器中。
2.化学反应
反应物一旦进入反应室,就会发生化学反应。
这种反应通常由外部能源引发。
如果反应由热能引发,则称为热化学气相沉积。
如果使用光,则称为激光辅助 CVD;如果使用等离子体,则称为等离子体辅助 CVD。
这些方法为反应物的反应提供了必要的活化能。
3.薄膜的形成
化学反应的结果是在基底上形成稳定的固体沉积物。
沉积物形成的薄膜在性质上与基底不同。
根据应用的不同,薄膜可被设计为具有特定的特性,如硬度、耐磨性或高纯度。
4.反应类型
CVD 可能涉及两类反应:发生在气相中的均相气相反应和发生在基底受热表面上或附近的异相化学反应。
这两种反应都会形成粉末或薄膜,后者在薄膜沉积中更为常见。
5.反应器方案
CVD 可在两种主要反应器方案中进行:封闭式反应器和开放式反应器。
在封闭式反应器 CVD 中,物质被封闭在一个封闭的环境中,而在开放式反应器 CVD 中,化学物质被持续引入系统中。
每种方案都有自己的优势,可根据沉积工艺的具体要求进行选择。
总之,CVD 是一种多功能的重要工艺,可用于沉积具有各种工业特定性能的薄膜。
其机理包括有控制地引入气态反应物,通过各种能源激活反应物,然后通过化学反应在基底上形成薄膜。
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