第十章 气相沉积技术课件

第十章气相沉积技术气相沉积技术是通过气相材料或使材料气化后沉积于基片表面并形成薄膜,从而使基片获得特殊的表面性能的一种新技术。薄膜是用特殊方法获得的,依靠基体支撑并具有与基体不同的结构和性能的二维材料。*byJingLiangSchoolofMetallurgyandMaterials薄膜材料的主要特征厚度:二维材料,一般具有亚微米至微米级的厚度,扩展到纳米和近毫米级的金刚石膜。基体支撑特殊的结构和性能特殊的形成方式薄膜材料制备方法液相法气相法2020/7/19物理气相沉积PVD是指在真空条件下,采用物理方法将固态的镀料转化为原子、分子或离子的气相物质再沉积于基体表面,从而形成薄膜的制备方法。主要有真空蒸镀、溅射镀、离子镀等方法化学气相沉积CVD是将含有薄膜组成的一种或几种化合物气体导入反应室,使其在基体上通过化学反应生成所需薄膜的制备方法。主要有常压或低压CVD、PCVD、LCVD、有机金属化合物作反应物的CVD等。气相沉积的特点真空条件沉积过程污染小、膜层纯度高较低温度下可制备高熔点涂层制备多层复合膜、层状复合和梯度材料气体沉积的物理基础符合相变规律:驱动力是亚稳态的气相与沉积的固相间的吉布斯自由能差;阻力是形成新相表面能的增加。自由能差与过饱和度成正比符合形核长大规律气相直接到固相转变气相沉积中的形核与生长形核:基片表面吸附的原子总能量超过表面扩散激活能原子间、原子与原子团之间发生碰撞形成原子对和原子团,凝聚成晶核。长大:分为核生长型、层生长型和层核生长型三种形式。气相沉积中的生长方式核生长型形核阶段:入射原子在表面扩散形成原子团长大到一定尺寸形成稳定晶核。小岛阶段:晶核通过吸附或直接接收入射原子而在三维长大、有晶体结构。网络阶段:小岛生长相遇合并成大岛、调整外形与内部的晶体降低自由能,大岛相连形成网络结构连续阶段:原子不断增加,网状结构的沟逐渐填满形成连续薄膜