等离子体cvd设备|等离子 crt

微波等离子体 CVD （Microwave PCVD, MPCVD）将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器，并通入 CH4与 H2的混合气体，在微波的激励下，在反应室内产生辉光放电，使反应气体的分子离化，产生等离子体。

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文章目录：

1. 微波等离子体化学气象沉积是什么?
2. CVD技术是什么?
3. 什么是cvd法?对于mocvd,它的优点和缺点是什么
4. 金刚石薄膜

一、微波等离子体化学气象沉积是什么?

pecvd等离子体增强化学气相沉积技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电（或另加发热体）使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜.

微波等离子体 CVD （Microwave PCVD, MPCVD）将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器，并通入 CH4与 H2的混合气体，在微波的激励下，在反应室内产生辉光放电，使反应气体的分子离化，产生等离子体，在衬底上沉积得到金刚石膜。

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二、CVD技术是什么?

CVD技术指的是化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）技术。它是一种常用的薄膜制备技术，通过在适当的气氛中将反应气体转化为化学反应产物，并在基底表面形成薄膜。

在CVD技术中，通过在反应室中提供适当的反应气体和控制温度、压力等反应条件，使反应气体在基底表面发生化学反应，沉积成薄膜。反应气体中的化学物质可以是气体、蒸汽或挥发性液体。

CVD技术通常包括以下步骤：

1. 反应气体供应：选择适当的睁镇反应气体或气体混合物，并通过供气系统引入反应室。

2. 反应气氛控制：调节反应室的温度和压力等参数，以适应所需的反应条贺盯件。

3. 化学反应：在适当的温度和压力下，反应气体发生化学反应，生成反应产物。

4. 沉积：反应产物以固体禅早和形式沉积在基底表面，逐渐生长形成薄膜。沉积速率和薄膜的性质受到反应条件的影响。

CVD技术可用于制备各种类型的薄膜，包括金属薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜、碳化物薄膜等。通过调整反应条件和使用不同的反应气体，可以控制薄膜的成分、结构和性质。

CVD技术在半导体工业、光学涂层、陶瓷涂层、化学传感器和太阳能电池等领域广泛应用。它具有较高的成膜速率、较好的均匀性和控制性能，使得它成为制备复杂和高质量薄膜的重要工艺之一。

三、什么是cvd法?对于mocvd,它的优点和缺点是什么

CVD法是化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition）的缩写，它是一种薄膜制备技术。CVD法通过在适当的气氛中提供反应气体，使其在基底表面发生化学反应并沉积形成薄膜。该技术通常包括以下步骤：

1. 反应气体供应：选择适当的反应气体或气体混合物，并通过供气系统引入反应室。

2. 反应气氛控制：调节反应室的温度和压力等参数，以适应所需的反应条件。

3. 化学反应：在适当的温度和压力下，反应气体发生化学反应，生成反应产物。

4. 沉积：反应产物以固体形式沉积在基底表面，逐渐生长形成薄膜。

MOCVD（金属有机化学气相沉积，Metal Organic Chemical Vapor Deposition）是一种特定类型的CVD法。它是使用金属有机化合物（如金属有机前体）作为反应气体，通过化学反应在基底表面沉积金属或合金薄膜的过程。MOCVD通常用于半导体材料的制备，如砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）等化合物半导体材料。

以下是MOCVD的一些优点和缺点：

优点：

1. 成膜速率较高：MOCVD制备的薄膜具有相对较高的成膜速率，可以在较短的时间内形成较厚的涂层。

2. 控制性能：通过选择不同的金属有机前体和反应条件，可以精确控制薄膜的成分、结构和性能，以满足特定应用的要求。

3. 均匀性：MOCVD技术能够在整个基底表面实现较好的均匀性，确保薄膜具有一致的厚度和性能。

4. 适应复杂结构：MOCVD可以在复杂形状的基底和微细结构上进行涂层，适用于不同形状和尺寸的器件。

缺点：

1. 设备复杂性：MOCVD设备需要高度精密的控制和稳定性，包括温度、压力、气体流量等参数的控制。这增加了设备的复杂性和成本。

2. 毒性物质：MOCVD过程中

使用的金属有机前体可能具有毒性，需要注意安全处理和废气处理。

3. 高温要求：MOCVD通常需要较高的温度进行反应，这可能限制了一些材料和基底的应用范围。

4. 杂质控制：由于MOCVD涉及化学反应，杂质的控制是一个关键问题。即使微小的杂质也可能影响薄膜的质量和性能。

四、金刚石薄膜

从20世纪70年代起，原苏联就开始了金刚石薄膜的研究工作，开发出了化学气相沉积法，即CVD法。日本于80年代初，借鉴原苏联的技术，开发出微波CVD法（MW CVD）；美国从1984年投入力量，开始追赶。从1987年掀起了世界范围的金刚石薄膜热；西方国家把当今世界称为新金刚石时代；1988年10月在日本东京召开“首届国际新金刚石科学技术研讨会”，16个国家、360名代表参加；1990年9月在美国华盛顿召开了第二届“新金刚石研讨会”，有18个国家、470名代表参加，发表了180篇文章，其中有一半以上是有关CVD法。近年来，日本每年拿出1亿美元投入到薄膜开发；1991年美国政府拨款约1千万美元。

不久将来以金刚石薄膜为基础的新一代电子产品，会大量出现。有下面几例可说明当今金刚石薄膜的生产技术水平：①1991年美国应用脉冲激光方法，在铜衬底上成功地合成出金刚石单晶；②日本于1991年取得金刚石薄膜沉积速度达1000μm/h的水平；③1991年，乌克兰超硬材料研究所研制出直径达半米的薄膜，并向一米直径进军；④金刚石薄膜的沉积温度，已降至350℃。

我国“七五”规划863工程金刚石薄膜开发项目执行以来，已有30多个大学及院所，以及公司从事开发研究，取得可喜的进展，大多数国外采用的方法国内均有并已达到了实际应用水平。

一、应用领域

由于金刚石薄膜硬度高、耐磨性好、绝缘性好以及具有优异的热、电、光、声特性，故它在高速计算机、超大规模集成电路、高温微电子、光电子、空间技术、激光技术以及现代通讯等领域内有着巨大的应用潜力。

它主要用于：①集成电路、激光器件的散热片；②红外窗口；③超大型集成电路芯片；④薄膜传感器；⑤高保真扬声器振动膜；⑥机械零件耐磨表面；⑦晶体管二极管、激光二极管的热沉材料；⑧抗辐射电子仪器；⑨防化学腐蚀的表面；⑩热敏电阻片（温度达600℃）等等。

二、金刚石薄膜制备工艺

金刚石薄膜的制备方法很多，可分为两大类：物理气相沉积法（PVD）；化学气相沉积法（CVD）。现介绍几种典型常用的方法：

1.热丝化学相沉积法（HCVD）

此法又称为热能CVD法，其工作原理见图2-11-10（1）。该法是把基片（Si、Mo、石英玻璃片等）放在用石英玻璃管（或其他材料）制成的反应室内，先将系统抽真空至预定值。然后通入原料气体（一般采用CH₄与H₂的混合气体，其体积浓度之比：0.5%～2.0%），使反应室内的气体压力达到10³～10⁵Pa，将外电炉升至预定温度，再使灯丝（钨丝或钽丝）加热至2000℃以上。热丝与基底之间的距离为1mm至几十毫米之间；基片温度为500～900 ℃。在这样的反应条件下，CH₄、H₂被热解，金刚石在基片上沉积，便获得金刚石薄膜产品。

热丝法的优点是：设备简单，操作容易。缺点是：生长速度慢（1～2μm/h）；热丝的化学成分会污染金刚石膜。

图2-11-10 CVD装置示意图

2.直流等离子体喷射CVD法（DCPCVD）

等离子体CVD包括直流等离子体、高频等离子体和微波等离子体CVD三种。

直流等离子体CVD的装置见图2-11-10（2）。等离子体喷管有圆筒状喷嘴（阳极）和圆筒中的柱状阴极组成。阴极用镍制成，阳极材料为紫铜。在阴极和阳极之间通入的CH₄+H₂气体放电，形成电弧，产生C、H、H₂多种等离子体。它们在压力差的作用下，以接近声速的高速度从喷嘴喷出，形成了等离子体射流撞击到水冷的基底上，沉积成金刚石膜。

直流等离子体CVD法的典型工艺条件如下：

碎岩工程学

该方法的优点：能在很快速度下生长优质大尺寸金刚石厚膜，最快的生长速度可达930μm/h。缺点是所用设备较复杂。

著名的美国Norton公司就是采用该方法以工业化的规模生产优质金刚石膜。

3.微波等离子体CVD法

微波等离子体CVD装置如图2-11-10（3）所示。微波发生器产生的微波，通过波导管耦合到反应器内，而产生辉光放电。反应器内的微波一方面使CH₄和H₂混合气体原料电离成等离子体；另一方面加热基底温度至700～900℃。因此，微波等离子体的输出功率不仅影响基底温度，而且影响反应物的质量。采用本方法时，金刚石在基片上的沉积速度为3μm/h。

4.化学火焰法（燃烧火焰法）CFD

1988年，日本发明了一种非常方便的制备金刚石薄膜的方法——燃烧火焰法，如图2-11-10（4）所示。

燃烧是一种氧化反应，大气下的燃烧火焰，也是一种等离子体。如果将碳氢化合物C₂H₂和氧气通入到火焰枪，只要预混氧气适量，就能形成由焰心、内焰（还原焰）和外焰（氧化焰）构成的火焰。在外焰区，C原子被氧化成CO₂，因此不能用于金刚石的制备；在内焰区，由于氧气不足，燃烧不安全，因此，在该区内含有大量的活性游离基团。这些活性基团在温度较低的基底上，沉积出金刚石膜。

基片放在内焰范围中，基片温度为500～1100℃，气体流量均为1～6L/min；内焰长度25～60mm；试样到喷口距离为15～40mm。

该方法的特点是：可在大气中进行，设备简单，成本低；沉积速度快（60～100μm/h）；能在硬质合金基片上沉积。

到此，以上就是微星自动化小编对于等离子体cvd设备的问题就介绍到这了，希望介绍关于等离子体cvd设备的4点解答对大家有用。