真空鍍膜、熱蒸鍍、離子鍍、化學(xué)氣相沉積鍍

1、真 空 鍍 膜 真空冶金理論與技術(shù)真空冶金理論與技術(shù) 鍍膜 l 概 述 薄膜是一種物質(zhì)形態(tài)，它所使用的膜材料非常廣泛，可以是單質(zhì)無素或化合物也可以是無機(jī) 材料或有機(jī)材料。與塊狀物質(zhì)一樣，可以是單晶態(tài)的、多晶態(tài)的或非晶態(tài)的。 近年來，功能材料薄膜和復(fù)合薄膜有很大發(fā)展，鍍膜技術(shù)及薄膜產(chǎn)品在工業(yè)上的應(yīng)用非常廣 泛，尤其是在電子材料與元器件工業(yè)領(lǐng)域中占有極其重要的地位。 制膜(或鍍膜)方法可以分為氣相生成法、氧化法、離子注人法、擴(kuò)散法、電鍍法、涂布法、 液相生長(zhǎng)法等。氣相生成法又可以分為物理氣相沉積法，化學(xué)氣相沉積法和放電聚合法。1。 1王銀川. 真空鍍膜技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展J. 現(xiàn)代儀器. 2000(0

2、6) 真空鍍膜 l 概 述 真空鍍膜技術(shù)是一種新穎的材料合成與加工技術(shù)，是表面工程技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分；起 源于20世紀(jì)30年代，直到80年代才形成工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、裝飾裝潢、 通訊、照明等工業(yè)領(lǐng)域2。 是在真空環(huán)境下，金屬或金屬氧化物變成氣態(tài)原子或分子，沉積在金屬或非金屬表面而形成。 被譽(yù)為最具發(fā)展前途的重要技術(shù)之一，并在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展中展現(xiàn)出誘人的市場(chǎng)前景。 2邸英浩,曹曉明. 真空鍍膜技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展J. 天津冶金. 2004(05) 真空鍍膜 l 真空的作用3 減少蒸發(fā)分子跟殘余氣體分子的碰撞； 抑制它們之間的反應(yīng)。 l 優(yōu)勢(shì)4 低能耗、 無毒、 無廢液、 污染小

3、、 成本低、 裝飾效果好、 金屬感強(qiáng)等 3戴永年，楊斌.有色金屬真空冶金M2版北京 冶金工業(yè)出版社，2009 230 4黃鴻宏,黃洪填,黃劍彬,陳錦珍,王兆勤. 真空鍍膜綜述J. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2011(06) 1、真空蒸鍍 2、濺射鍍膜 3、離子鍍鍍膜 4、化學(xué)氣相沉積鍍膜 目錄 利用物質(zhì)存在狀態(tài)變化，屬于 物理氣相沉積法 (physical vapor deposition ） 利用化學(xué)反應(yīng) （chemical vapor deposition） 1、真空蒸鍍 1、真空蒸鍍 1.1基本原理 l真空蒸發(fā)鍍膜法真空蒸發(fā)鍍膜法( (簡(jiǎn)稱真空蒸鍍簡(jiǎn)稱真空蒸鍍) )是在真空室中是在真空室中加熱加

4、熱蒸發(fā)容器中蒸發(fā)容器中 待形成薄膜的原材料使其待形成薄膜的原材料使其原子或分子原子或分子從表面從表面氣化逸出氣化逸出, ,形成蒸形成蒸 氣流入射到固體氣流入射到固體( (稱為襯底或基片稱為襯底或基片) )表面凝結(jié)表面凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方形成固態(tài)薄膜的方 法法。 l真空真空蒸鍍時(shí)尤其是對(duì)真空環(huán)境的要求更嚴(yán)格其原因有：蒸鍍時(shí)尤其是對(duì)真空環(huán)境的要求更嚴(yán)格其原因有： 防止防止在高溫下因空氣分子和蒸發(fā)源在高溫下因空氣分子和蒸發(fā)源發(fā)生發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)； 防止防止因蒸發(fā)物質(zhì)的分子在鍍膜室內(nèi)與空氣因蒸發(fā)物質(zhì)的分子在鍍膜室內(nèi)與空氣分子分子碰撞；碰撞； 防止防止空氣分子作為空氣分子作為雜質(zhì)混入雜質(zhì)混入膜內(nèi)或者在薄膜

5、中形成膜內(nèi)或者在薄膜中形成化合物?；衔?。 l設(shè)備：設(shè)備：真空鍍膜室真空鍍膜室和和真空抽氣系統(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)兩大部分組成。真空鍍膜室兩大部分組成。真空鍍膜室 內(nèi)裝有內(nèi)裝有蒸發(fā)源蒸發(fā)源，被蒸，被蒸鍍材料，基片支架及基片等。鍍材料，基片支架及基片等。 1、真空蒸鍍 1.2鍍料的蒸發(fā) 顯然，在真空條件下顯然，在真空條件下 物質(zhì)的蒸發(fā)要比常壓物質(zhì)的蒸發(fā)要比常壓 下容易得多，所需蒸下容易得多，所需蒸 發(fā)的溫度也大大降低，發(fā)的溫度也大大降低， 蒸發(fā)過程也將大大縮蒸發(fā)過程也將大大縮 短，蒸發(fā)速率顯著提短，蒸發(fā)速率顯著提 高。高。 1、真空蒸鍍 1.3蒸發(fā)源 為了為了加熱，需要利用加熱細(xì)絲、蒸發(fā)皿、坩堝等容器來

6、放置鍍料?？墒牵坏┻@些蒸發(fā)源材加熱，需要利用加熱細(xì)絲、蒸發(fā)皿、坩堝等容器來放置鍍料?？墒?，一旦這些蒸發(fā)源材 料與鍍料起反應(yīng)，形成了合金，就再也不能使用了，料與鍍料起反應(yīng)，形成了合金，就再也不能使用了，必須進(jìn)行更換必須進(jìn)行更換。另外，若已形成的合金和坩堝。另外，若已形成的合金和坩堝 材料被蒸發(fā)出來，還會(huì)降低膜的純度。要想避免這種情況，材料被蒸發(fā)出來，還會(huì)降低膜的純度。要想避免這種情況，需要正確選擇蒸發(fā)源的材料和形狀需要正確選擇蒸發(fā)源的材料和形狀。 材料要求材料要求：熔點(diǎn)：熔點(diǎn)要高要高；飽和蒸氣壓；飽和蒸氣壓低低；化學(xué)；化學(xué)性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定；具有；具有良好的良好的耐熱性；原料耐熱性；原料豐富，經(jīng)

7、濟(jì)耐用。豐富，經(jīng)濟(jì)耐用。 1、真空蒸鍍 1.4工藝對(duì)比 加熱加熱：高熔點(diǎn)金屬做成適當(dāng)高熔點(diǎn)金屬做成適當(dāng) 形狀蒸發(fā)源，電流通過直接形狀蒸發(fā)源，電流通過直接 加熱加熱 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜、 使用可靠使用可靠 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：所能達(dá)到最高溫度有所能達(dá)到最高溫度有 限，加熱器壽命較短。限，加熱器壽命較短。 適合：適合：熔點(diǎn)不太高，尤其對(duì)熔點(diǎn)不太高，尤其對(duì) 膜層質(zhì)量要求不太高的大批膜層質(zhì)量要求不太高的大批 量的生產(chǎn)。量的生產(chǎn)。 加熱加熱：蒸發(fā)材料放入冷水銅坩蒸發(fā)材料放入冷水銅坩 堝中，利用電子束加熱堝中，利用電子束加熱 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：獲得更大獲得更大能量密度，使能量密度，使 高

8、熔點(diǎn)材料蒸發(fā)且速度快，膜高熔點(diǎn)材料蒸發(fā)且速度快，膜 的純度較高，熱效率高。的純度較高，熱效率高。 分類分類：環(huán)形槍，環(huán)形槍，直槍，直槍，e型槍和型槍和 空心空心陰極槍等陰極槍等幾種幾種。 適合：適合：高熔點(diǎn)，純度要求高材高熔點(diǎn)，純度要求高材 料料 加熱加熱：裝有蒸發(fā)材料的石裝有蒸發(fā)材料的石 墨或陶瓷坩堝放在冷水的墨或陶瓷坩堝放在冷水的 高頻螺旋線圈中央，渦流高頻螺旋線圈中央，渦流 加熱。加熱。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：蒸發(fā)速率大，不易蒸發(fā)速率大，不易 產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，一次送料，產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，一次送料， 溫控較容易，操作簡(jiǎn)單溫控較容易，操作簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：必須采用氮化硼坩必須采用氮化硼坩 堝，蒸發(fā)裝置必須屏

9、蔽，堝，蒸發(fā)裝置必須屏蔽， 需高頻發(fā)生器需高頻發(fā)生器 適合：適合：需高速蒸發(fā)的材料。需高速蒸發(fā)的材料。 2、濺射鍍膜 2、濺射鍍膜 2.1基本原理 p用高能粒子（通常是由電場(chǎng)加速的正離子）轟擊固體表面，固體表面的用高能粒子（通常是由電場(chǎng)加速的正離子）轟擊固體表面，固體表面的原子、分子原子、分子與入射的高與入射的高 能能粒子交換粒子交換動(dòng)能后從固體表面飛濺出來的現(xiàn)象稱為動(dòng)能后從固體表面飛濺出來的現(xiàn)象稱為濺射濺射。濺射出的原子（或原子團(tuán)）具有一定。濺射出的原子（或原子團(tuán)）具有一定 的能量，它們可以重新沉積凝聚在固體基片表面形成薄膜，稱為的能量，它們可以重新沉積凝聚在固體基片表面形成薄膜，稱為濺射鍍

10、膜濺射鍍膜。5 5 p與與傳統(tǒng)的真空蒸鍍相比，濺射鍍膜具有傳統(tǒng)的真空蒸鍍相比，濺射鍍膜具有例如：例如： 膜膜層和基體的附著力強(qiáng)層和基體的附著力強(qiáng)； 方便方便地制取高熔點(diǎn)物質(zhì)的薄膜地制取高熔點(diǎn)物質(zhì)的薄膜； 在在大面積連續(xù)基板上可以制取均勻的膜層大面積連續(xù)基板上可以制取均勻的膜層； 容易容易控制膜的成分，可以制取各種不同成分和配比的合金膜控制膜的成分，可以制取各種不同成分和配比的合金膜； 可以可以進(jìn)行反應(yīng)濺射、制取多種進(jìn)行反應(yīng)濺射、制取多種化合物膜化合物膜，可方便地鍍制多層膜，可方便地鍍制多層膜； 便于便于工業(yè)化生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化操作工業(yè)化生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化操作等等 5張以忱.

11、真空鍍膜技術(shù)M,北京:冶金工業(yè)出版社,2008. 2、濺射鍍膜 2.2濺射產(chǎn)額與影響因素6 l 濺射產(chǎn)額定義為一個(gè)入射正電子所濺射出的靶原子數(shù)，單位為原子定義為一個(gè)入射正電子所濺射出的靶原子數(shù)，單位為原子離子離子-1 -1， ， 用用S S表示，又稱為濺射率，濺射系數(shù)，與以下因素有關(guān)：表示，又稱為濺射率，濺射系數(shù)，與以下因素有關(guān)： 3 3、入射、入射離子的能量：離子的能量：當(dāng)離子能當(dāng)離子能 量從零增加到某值時(shí)，才產(chǎn)生量從零增加到某值時(shí)，才產(chǎn)生 濺射，該值稱為濺射，該值稱為濺射閾值濺射閾值。 4 4、入射、入射離子的離子的種類：種類：入射離入射離 子中子中NeNe、ArAr、KrKr、XeXe等

12、惰性等惰性 氣體可得到較高的濺射產(chǎn)額，氣體可得到較高的濺射產(chǎn)額， 考慮經(jīng)濟(jì)性，常用氬氣作為工考慮經(jīng)濟(jì)性，常用氬氣作為工 作氣體作氣體 2 2、離子、離子的入射角的入射角；曲線變化曲線變化1 1、靶、靶材材；隨靶材原子隨靶材原子d d殼層電子填殼層電子填 滿程度的增加而變大滿程度的增加而變大 6徐濱士，朱紹華等材料表面工程技術(shù)M哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2014 288 2、濺射鍍膜 2.3濺射鍍膜的工藝方法 l A A、直流二級(jí)濺射、直流二級(jí)濺射 特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單，適合于濺射金屬和半導(dǎo)體靶優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單，適合于濺射金屬和半導(dǎo)體靶 材。但是，濺射時(shí)沉積速率較低；由于直接放電電壓材。但是，

13、濺射時(shí)沉積速率較低；由于直接放電電壓 較高，基片極易損傷溫升高；對(duì)氣壓的選擇條件苛刻，較高，基片極易損傷溫升高；對(duì)氣壓的選擇條件苛刻， 低氣壓放電無法維持，高氣壓沉積膜的質(zhì)量較差；濺低氣壓放電無法維持，高氣壓沉積膜的質(zhì)量較差；濺 射絕緣材料射絕緣材料不適用不適用7 7。 。 工作原理：工作原理： 抽真空抽真空 通通入氬氣入氬氣 接通電源，建立一個(gè)等離子區(qū)；接通電源，建立一個(gè)等離子區(qū)； 氬離子轟擊陰極靶，靶物質(zhì)被濺射出來，形成薄膜。氬離子轟擊陰極靶，靶物質(zhì)被濺射出來，形成薄膜。 7李冬雪. 濺射鍍膜技術(shù)在薄膜材料制備上的研究進(jìn)展J. 電大理工. 2015(01) 2、濺射鍍膜 2.3濺射鍍膜的工

14、藝方法 l B B、直流三級(jí)濺射、直流三級(jí)濺射 p在直流二級(jí)濺射裝置的基礎(chǔ)上附加第在直流二級(jí)濺射裝置的基礎(chǔ)上附加第 三極，由此極放出熱電子，可以強(qiáng)化三極，由此極放出熱電子，可以強(qiáng)化 熱電子放電。從而使得濺射速度有所熱電子放電。從而使得濺射速度有所 提高，濺射工況的控制更方便。提高，濺射工況的控制更方便。 p特點(diǎn)：低壓也能維持放電，對(duì)基片特點(diǎn)：低壓也能維持放電，對(duì)基片 輻射損傷小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜燈絲消耗，輻射損傷小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜燈絲消耗， 近年很少近年很少使用。使用。 2、濺射鍍膜 2.3濺射鍍膜的工藝方法 l C C、直流四級(jí)濺射、直流四級(jí)濺射 四級(jí)濺射又稱等離子弧柱濺射，是一種更有四級(jí)濺射又稱等離

15、子弧柱濺射，是一種更有 效的熱電子強(qiáng)化的放電形式。效的熱電子強(qiáng)化的放電形式。 原來的靶和基片垂直位置放一個(gè)發(fā)射熱電子原來的靶和基片垂直位置放一個(gè)發(fā)射熱電子 的燈絲（熱陰極）和吸引熱電子的輔助陽極，的燈絲（熱陰極）和吸引熱電子的輔助陽極， 使電子在靶和基片間作螺旋運(yùn)動(dòng)，增加電離使電子在靶和基片間作螺旋運(yùn)動(dòng)，增加電離 分子幾率，使電流密度提高。分子幾率，使電流密度提高。 2、濺射鍍膜 2.3濺射鍍膜的工藝方法 l D D、射頻濺射、射頻濺射 u 簡(jiǎn)單地說就是把直流二級(jí)濺射裝置中的直流電源簡(jiǎn)單地說就是把直流二級(jí)濺射裝置中的直流電源 換成了射頻電源，就構(gòu)成了射頻濺射裝置。換成了射頻電源，就構(gòu)成了射頻濺

16、射裝置。 u 在兩極間施加頻率為在兩極間施加頻率為13.56MHz13.56MHz的電壓，利用電子的電壓，利用電子 在被陽極收集之前能在陰、陽極之間的空間來回在被陽極收集之前能在陰、陽極之間的空間來回 震蕩，有更多機(jī)會(huì)與氣體分子產(chǎn)生碰撞電離，使震蕩，有更多機(jī)會(huì)與氣體分子產(chǎn)生碰撞電離，使 射頻濺射在低氣壓下進(jìn)行。射頻濺射在低氣壓下進(jìn)行。 u 射頻濺射可沉積導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體，沉積速射頻濺射可沉積導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體，沉積速 率快，膜層致密，空隙少，純度高，膜的附著力率快，膜層致密，空隙少，純度高，膜的附著力 好，具有重要意義！好，具有重要意義！ 2、濺射鍍膜 2.3濺射鍍膜的工藝方法 l E

17、E、磁控濺射、磁控濺射 l 實(shí)質(zhì)上為二極結(jié)構(gòu)的陰極實(shí)質(zhì)上為二極結(jié)構(gòu)的陰極靶靶面上建立一個(gè)面上建立一個(gè) 環(huán)形的封閉磁場(chǎng)，它具有平行于靶面的橫環(huán)形的封閉磁場(chǎng)，它具有平行于靶面的橫 向磁場(chǎng)分布；向磁場(chǎng)分布； l 利用磁場(chǎng)的物理效應(yīng)對(duì)束縛電子并且有效利用磁場(chǎng)的物理效應(yīng)對(duì)束縛電子并且有效 的延長(zhǎng)了電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而增加了電的延長(zhǎng)了電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而增加了電 極與氣體原子的碰撞幾率提升了氣體的離極與氣體原子的碰撞幾率提升了氣體的離 化率，使得高能離子更多的轟擊化率，使得高能離子更多的轟擊靶材靶材。 l 磁控濺射又稱高速低溫濺射，比起二極磁控濺射又稱高速低溫濺射，比起二極濺濺 射，其沉積速率高，工作氣壓

18、低，鍍膜質(zhì)射，其沉積速率高，工作氣壓低，鍍膜質(zhì) 量高，工藝穩(wěn)定，便于大規(guī)模生產(chǎn)。量高，工藝穩(wěn)定，便于大規(guī)模生產(chǎn)。目前目前 為鍍膜的主流技術(shù)為鍍膜的主流技術(shù)之一之一8 8. . 8馬景靈,任風(fēng)章,孫浩亮.磁控濺射鍍膜技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用J.中國(guó)教科創(chuàng)新導(dǎo)刊,2013,29:136-138, 3、離子鍍鍍膜 3,離子鍍鍍膜 3.1基本原理 l離子鍍是在真空條件下，利用離子鍍是在真空條件下，利用氣體放電氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)離化離化，在，在氣體離子氣體離子或或被蒸發(fā)物質(zhì)離被蒸發(fā)物質(zhì)離 子子轟擊作用的同時(shí)，把蒸發(fā)物或其反應(yīng)物蒸鍍?cè)诨?。離子鍍把輝光放電、轟擊作用的同時(shí)，把蒸發(fā)物或其

19、反應(yīng)物蒸鍍?cè)诨稀ｋx子鍍把輝光放電、等離子體等離子體技術(shù)技術(shù)與與 真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)結(jié)合在一起，不僅可明顯提高鍍層的各種性能，而且可大大地?cái)U(kuò)充鍍膜技術(shù)真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)結(jié)合在一起，不僅可明顯提高鍍層的各種性能，而且可大大地?cái)U(kuò)充鍍膜技術(shù) 的應(yīng)用范圍的應(yīng)用范圍。 l特點(diǎn)特點(diǎn)：9 9 在鍍膜過程中可能同時(shí)存在離子濺射過程和離子沉積過程在鍍膜過程中可能同時(shí)存在離子濺射過程和離子沉積過程； 具有離子濺射清洗的功能高能離子的濺射作用具有離子濺射清洗的功能高能離子的濺射作用； 在膜一基界面能夠形成界面過鍍層在膜一基界面能夠形成界面過鍍層 能夠產(chǎn)生繞射鍍能夠產(chǎn)生繞射鍍膜膜； 能能容許廣泛選擇工件基體材料和膜層材

20、料容許廣泛選擇工件基體材料和膜層材料 9游本章. 離子鍍膜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用J. 電工電能新技術(shù). 1989(04) 3,離子鍍鍍膜 3.1基本原理 l鍍前將真空室抽真空，而后通入惰性氣體，接通鍍前將真空室抽真空，而后通入惰性氣體，接通 高壓電源，在蒸發(fā)源與基片之間建立一個(gè)低壓氣高壓電源，在蒸發(fā)源與基片之間建立一個(gè)低壓氣 體放電的低溫等離子區(qū)。體放電的低溫等離子區(qū)。 l首先將鍍料汽化蒸發(fā)，汽化后的鍍料原子進(jìn)入等首先將鍍料汽化蒸發(fā)，汽化后的鍍料原子進(jìn)入等 離子區(qū)，與離化的或被激發(fā)的惰性氣體原子以及離子區(qū)，與離化的或被激發(fā)的惰性氣體原子以及 電子發(fā)生碰撞，引起蒸發(fā)粒子離化，被電離的鍍電子發(fā)生碰撞，引

21、起蒸發(fā)粒子離化，被電離的鍍 料與離化氣體離子一起受到電場(chǎng)加速，以較高的料與離化氣體離子一起受到電場(chǎng)加速，以較高的 能量轟擊工件和鍍層表面。能量轟擊工件和鍍層表面。 l離子鍍是一個(gè)十分復(fù)雜的鍍膜過程，主要包括鍍離子鍍是一個(gè)十分復(fù)雜的鍍膜過程，主要包括鍍 料金屬的汽化蒸發(fā)、離化、離子加速、離子轟擊料金屬的汽化蒸發(fā)、離化、離子加速、離子轟擊 工件表面、離子之間的反應(yīng)、中和并在基體上成工件表面、離子之間的反應(yīng)、中和并在基體上成 膜等，兼有真空蒸鍍和濺射的特點(diǎn)。膜等，兼有真空蒸鍍和濺射的特點(diǎn)。 10王福貞,劉歡,那日松. 離子鍍膜技術(shù)的進(jìn)展J. 真空. 2014(05) 10 3,離子鍍鍍膜 3.2離子

22、鍍種類 l離子鍍的種類是多種多樣的。鍍料的汽化方式有電阻加熱、電子束加熱、等離子電子主加熱、離子鍍的種類是多種多樣的。鍍料的汽化方式有電阻加熱、電子束加熱、等離子電子主加熱、 多弧加熱、高頻感應(yīng)加熱等。汽化分子或原子的離化和激發(fā)方式有輝光放電型、電子束型、熱多弧加熱、高頻感應(yīng)加熱等。汽化分子或原子的離化和激發(fā)方式有輝光放電型、電子束型、熱 電子型、等離子電子束型以及各種類型的離子源等。不同的蒸發(fā)源與不同的電離、激發(fā)方式又電子型、等離子電子束型以及各種類型的離子源等。不同的蒸發(fā)源與不同的電離、激發(fā)方式又 可以有多種不同的組合?？梢杂卸喾N不同的組合。 3,離子鍍鍍膜 3.2離子鍍種類 4、化學(xué)氣相

23、沉積鍍膜 4.化學(xué)氣相沉積鍍膜 4.1基本原理 u化學(xué)氣相沉積鍍膜（化學(xué)氣相沉積鍍膜（chemical vapor depositionchemical vapor deposition）是在高溫空間以及活化空間中發(fā)生的）是在高溫空間以及活化空間中發(fā)生的化學(xué)化學(xué) 反應(yīng)反應(yīng)，是把含有構(gòu)成薄膜元素的一種或幾種化合物、單質(zhì)氣體供給基體，借氣相作用或在基體是把含有構(gòu)成薄膜元素的一種或幾種化合物、單質(zhì)氣體供給基體，借氣相作用或在基體 表面上的化學(xué)反應(yīng)表面上的化學(xué)反應(yīng)生成要求的薄膜生成要求的薄膜。它是制備各種各樣薄膜材料的一種重要和普遍使用的技術(shù)它是制備各種各樣薄膜材料的一種重要和普遍使用的技術(shù) ，利用這

24、一技術(shù)可以在各種基片上制備元素及化合物薄膜，利用這一技術(shù)可以在各種基片上制備元素及化合物薄膜。 u利用利用化學(xué)氣相沉積方法可以制備的薄膜種類范圍也很廣，包括固體電子器件所需的各種薄膜集化學(xué)氣相沉積方法可以制備的薄膜種類范圍也很廣，包括固體電子器件所需的各種薄膜集 成電路中的介電膜如氧化硅、氮化硅的沉積、軸承和工具的耐磨涂層（切削工具上獲得的成電路中的介電膜如氧化硅、氮化硅的沉積、軸承和工具的耐磨涂層（切削工具上獲得的TiNTiN 或或SiCSiC涂層通過提高抗磨性可大幅度提高刀具的使用壽命）涂層通過提高抗磨性可大幅度提高刀具的使用壽命）, ,發(fā)動(dòng)機(jī)或核反應(yīng)堆部件的高溫防護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)或核反應(yīng)堆部件的高溫防護(hù) 涂層等。尤其是，在大尺寸基片上應(yīng)用化學(xué)氣相沉積非晶硅可使太陽能電池的制備成本降低；涂層等。尤其是，在大尺寸基片上應(yīng)用化學(xué)氣相沉積非晶硅可使太陽能電池的制備成本降低； 在高質(zhì)量的半導(dǎo)體集成電路電子技術(shù)、晶體外延技術(shù)以及各種絕緣材料薄膜的制備中大量使用在高質(zhì)量的半導(dǎo)體集成電路電子技術(shù)、晶體外延技術(shù)以及各種絕緣材料薄膜的制備中大量使用 了化學(xué)氣相沉積技術(shù)。了化學(xué)氣相沉積技術(shù)。 4.化學(xué)氣相沉積