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CVD管式炉供气系统原理

时间:2023-02-14点击次数:766
    CVD是化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)的缩写,指高温下的气相反应,如金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解、氢还原或其混合物气体在高温下的化学反应,以沉淀金属、氧化物、碳化物和其他无机材料。这项技术最初是作为一种涂覆手段开发的,但目前不仅应用于耐热材料的涂覆,还应用于高纯度金属的精炼、粉末合成、半导体膜等,这是一个颇具特色的技术领域。
  CVD管式炉技术特点是:⑴可在低温下合成高熔点材料;⑵沉淀物质的形式有单晶、多晶、晶须、粉末、薄膜等;⑶它不仅可以涂覆在基材上,也可以涂覆在粉末表面上。特别是在低温下,它可以合成高熔点的材料,为节能做出了贡献。作为一项新技术,它具有巨大的前景。
  例如,a-Al2O3和SiC可以在约1000℃下合成,并朝着较低的温度发展。
  CVD工艺可分为两种:一种是使金属卤化物与含碳、氮、硼等的化合物在气相中发生反应;另一种是使加热基材表面的原料气体进行热分解。
  CVD装置由气化部分、载气精制部分、反应部分和废气处理部分组成。目前,正在开发用于大规模生产的新设备。
  CVD在多组分系统的气相中进行,包括原料气、反应产生的副产物气、载气等。因此,当涂覆时,在加热的基材和流体之间的边界上形成扩散层。该层的存在对涂层的密度有很大影响。图2显示了该扩散层的示意图。这样,虽然存在许多化学分子形成的扩散层,但其沉淀过程是复杂的。在粉末合成过程中,控制核的形成和生长是该过程的关键。
  作为一种新的CVD技术,有以下几种:
  (1) 具有流动层的CVD;
  ⑵流化床;
  ⑶热解射流;
  (4) 等离子CVD;
  (5) 真空CVD等。
  CVD管式炉的特点
  沉积温度低,膜组成易于控制,膜厚度与沉积时间成正比,均匀性、重复性和台阶覆盖率良好。
  CVD制备的必要条件
  1) 在沉积温度下,反应物具有足够的蒸汽压力,并且可以以适当的速度引入反应室;
  2) 除形成固体膜材料外,反应产物必须是挥发性的;
  3) 沉积的膜和基底材料必须具有足够低的蒸汽压。

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