培训系列之11(张世伟)：真空镀膜(二)CVD化学气相沉积.pptVIP

CVD涂层设备系统各部分功能及设计要求1)原料气体配送及再净化系统2)金属卤化物及含C/N有机化合物蒸发、制取及输送系统3)加热炉及温控系统4)沉积室、底座及冷却罩系统5)加热炉和沉积室升、降、移位系统6)反应气体流量和沉积室压力控制系统7)真空及废气处理系统8)计算机自动控制系统自动控制程序流程图第五章预处理主要辅助设备5.1清洗5.2刃口强化5.3喷砂5.1清洗物件在涂层前,表面清洗质量好坏十分重要,它直接影响到涂层质量和涂层与基体之间的结合强度,影响到涂层制品的使用性能,所以涂层前必须对处理物件严格的清洗,达到工艺规定的要求。在大批量生产中,一般均采用多工位、机械化或自动控制的成套超声波清洗设备。具体清洗工艺按物件种类和表面情况、不同沉积工艺技术要求而有所不同。对在机械工业中应用的硬质涂层制品，如工具、模具及耐磨损、耐腐蚀零件等，涂层前清洗工艺是:1）物件装夹。2）脱脂。3）清水清洗。4）碱溶液喷淋清洗。5）最后清洗。6）用热风吹8~10min，要保证所有物件完全干燥。7）清洗干净的物件，放入干净、密封的柜子里备用，防止二次污染。5.2刃口强化5.2.1刃口强化的作用1）使硬质合金刀具刃口由锋利的尖角,变成适当的圆弧,以提高刃口强度,改善刀具抗崩刃性能。2）降低刀具（特别是刃口）的表面粗糙程度,增加涂层与基体之间的结合强度。3）去掉刀具刃口的微小缺欠,改善刃口质量。4）改善刀具表面应力状况,有利提高涂层质量。第三章等离子体增强化学气相沉积技术3.1PECVD的定义及分类3.2PECVD的工艺过程3.3PECVD的特点3.4射频等离子体化学气相沉积技术3.5直流等离子体辅助化学气相沉积技术3.6脉冲直流等离子体化学气相沉积技术3.7激光化学气相沉积技术3.8金属有机化学气相沉积技术3.9微波等离子体化学气相沉积技术3.10分子束外延技术3.1PECVD的定义及分类等离子体增强化学气相沉积技术（简称PECVD）采用气态物质源,工件接负高压电源。在等离子体电场中气体通过激发、离解、电离、离解电离、离解附着等过程变成为高能量的气体离子,分子离子、高能中性原子、自由基的高能粒子。在阴极——工件表面反应沉积为金属硬质涂层化合物。等离子体增强化学气相沉积技术种类很多，如直流PECVD.脉冲直流PECVD.金属有机化合物PECVD.射频PECVD.微波PECVD.弧光PECVD等。3.1PECVD的定义及分类3.2PECVD的工艺过程1）安装工件。2）加热工件。3）抽真空。4）轰击净化或离子渗氮。5）按需要通入反应气体沉积硬质涂层。6）沉积工序结束后,停止通入反应气体移开加热炉进行冷却,冷至100℃以下,即可打开沉积室取出涂层制品,经检查合格后,包装入库。3.3PECVD的特点1）与CVD技术相同,膜层元素来源于气态物质,设备结构简单。2）与CVD技术相同,膜层的绕镀性好。3）与CVD技术相同,膜层的成分可在很大程度上任意调控,容易获得多层膜。4）与CVD技术相比,由于非平衡等离子体激活反应粒子代替传统的加热激活,它可使集体的沉积温度显著降低。5）涂层沉积前,可以对钢基体进行等离子渗氮,然后再进行涂层。这样渗氮和涂层在一炉同时完成,不仅简化了工艺、提高了生产效率,而且使涂层制品的性能有了更进一步的提高。3.4射频等离子体化学气相沉积技术以射频(RF)辉光放电的方法产生等离子体的化学气相沉积装置,称为射频等离子体化学沉积（RF-PCVD）.一般射频放电有电感耦合和电容耦合两种。为提高沉积薄膜的性能,在设备上,对等离子体施加直流偏压或外部磁场。射频等离子体CVD可用于半导体器件工业化生产中SiN和Si02薄膜的沉积。直流偏压式射频等离子体CVD装置主要的工艺参数:1）射频功率2）气体流量3）工作气压4）温度3.5直流等离子体辅助化学气相沉积技术上图是直流等离子辅助化学气相沉积装置(DC-PCVD)的示意图，和上面谈及的RF-PCVD装置相比，最大的不同是电源。由图可知，DC-PCVD主要包括炉体（反应室）、直流电源与电控系统、真空系统、气源与供气系统、净化排气系统。这个装置，适宜把金属卤化物或含有金属的有机化合物经热分解后电离成金属离子和非金属离子，从而为渗金属提供金属离子源。目前，DC-PCVD技术，基本上可实现批量应用生产，可以沉积超硬膜，如TiN、TiC.Ti(C，N)等超硬膜。3.6脉冲直流等离子体CVD技术主要工艺参数:1）脉冲电压2