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  气相沉积是一种在基体表面形成功能膜层的技术,它是利用物质在气相中产生的物理或(及)化学反应而在产品表面沉积单层或多层的、单质或化合物的膜层,从而使产品表面获得所需的各种优异性能。
 
  气相沉积作为一种表面镀膜方法,其基本步骤有需镀物料气相化->输运->沉积。它的主要特点在于不管原来需镀物料是固体、液体或气体,在输运时都要转化成气相形态进行迁移,最终到达工件表面沉积凝聚成固相薄膜。
 
  气相沉积主要分为两大类:
 
  化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD);
 
  物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称PVD)。
 
  最初,人们利用易挥发的液体TiCI稍加热获得TiCI气体和NH气体一起导入高温反应室,让这些反应气体分解,再在高温固体表面上进行遵循热力学原理的化学反应,生成TiN和HCI,HCi被抽走,TiN沉积在固体表面上成硬质固相薄膜。人们把这种通过含有构成薄膜元素的挥发性化合物与气态物质,在固体表面上进行化学反应,且生成非挥发性固态沉积物的过程,称为化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)。
 
  同时,人们把另一类气相沉积,即通过高温加热金属或金属化合物蒸发成气相,或者通过电子、等离子体、光子等荷能粒子的能量把金属或化合物靶溅射出相应的原子、离子、分子(气态),在固体表面上沉积成固相膜,其中不涉及到物质的化学反应(分解或化合),称为物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)。
 
  随着气相沉积技术的发展和应用,上述两类型气相沉积各自都有新的技术内容,两者相互交叉,你中有我,我中有你,致使难以严格分清是化学的还是物理的。比如,人们把等离子体、离子束引入到传统的物理气相沉积技术的蒸发和溅射中,参与其镀膜过程,同时通入反应气体,也可以在固体表面进行化学反应,生成新的合成产物固体相薄膜,称其为反应镀。在溅射钛(Ti)等离子体中通入反应气体N2最后合成TiN就是一例。这就是说物理气相沉积也可以包含有化学反应。又如,在反应室内通入甲烷,借助于w靶阴极电弧放电,在Ar,W等离子体作用下使甲烷分解,并在固体表面实现碳键重组,生成掺W的类金刚石碳减摩膜,人们习惯上把这种沉积过程仍归入化学气相沉积,但这是在典型的物理气相沉积技术——金属阴极电弧离子镀中实现的。另外,人们把等离子体、离子束技术引入到传统的化学气相沉积过程,化学反应就不完全遵循传统的热力学原理,因为等离子体有更高的化学活性,可以在比传统热力学化学反应低得多的温度下实现反应,这种方法称为等离子体辅助化学气相沉积(Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition,简称PACVD;有些资料称之为等离子体增强化学气相沉积,简称PECVD),它赋予化学气相沉积更多的物理含义。
 
  在今天,讨论化学气相沉积与物理气相沉积的不同点,恐怕只剩下用于镀膜物料形态的区别,前者是利用易挥发性化合物或气态物质,而后者则利用固相(或液相)物质。这种区分似乎已失去原来定义的内涵实质。
 
  我们仍然按照已有的习惯,主要以上述镀料形态的区别来区分化学气相沉积和物理气相沉积,把固态(液态)镀料通过高温蒸发、溅射、电子束、等离子体、离子束、激光束、电弧等能量形式产生气相原子、分子、离子(气态,等离子态)进行输运,在固态表面上沉积凝聚(包括与其他反应气相物质进行化学反应生成反应产物),生成固相薄膜的过程称为物理气相沉积。
 

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