表面工程-09 氣相沉積

《表面工程-09 氣相沉積》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《表面工程-09 氣相沉積（61頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT第 五 章 ： 表 面 工 程 技 術(shù) 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT第 七 章 氣 相 沉 積 技 術(shù)氣 相 沉 積 技 術(shù) 是 近 30年 來 迅 速 發(fā) 展 的 表 面 技 術(shù) ， 它 利 用氣 相 在 各 種 材 料 或 制 品 的 表 面 進(jìn) 行 沉 積 ， 制 備 單 層 或 多層 薄 膜 ， 使 材

2、 料 或 制 品 獲 得 所 需 的 各 種 優(yōu) 異 性 能 。這 項 技 術(shù) 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT負(fù)偏壓靶基片plasma 反應(yīng)性氣體基片CH 4 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUTCVD vs PVDl The main difference is the resulting step profile of the deposite

3、d film.l A PVD film deposits straight down onto the surface.l A CVD film deposits evenly on all surfaces at the same timeFilm Growth with PVDC 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJ

4、UT 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Scien

5、ce and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院Colleg

6、e of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT蒸 鍍 方 法(1) 電 阻 加 熱 蒸 鍍(2) 電 子 束 加 熱 蒸 鍍 Power SupplyPlatens with several wafersMolten Aluminium

7、in a crucibleElectron BeamAluminium VapourElectron Gun 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT多 電 子 束 蒸 發(fā) 源 是 由 隔 開 的 幾 個 坩 堝 組 成 ， 坩 堝 數(shù) 量 按 合 金 元 素 的多 少 來 確 定 ， 蒸 發(fā) 后 幾 種 組 元 同 時

8、 凝 聚 成 膜 。單 電 子 束 蒸 發(fā) 源 沉 積 合 金 時 會 遇 到 分 餾 問 題 :蒸 鍍 的 合 金 膜 ， 其 組 成 為 80/20。 蒸 發(fā) 溫 度 約 2000K， 而 鉻 在 2000K 時 的 蒸氣 壓 強(qiáng) 比 鎳 要 高 100 倍 。 如 果 鍍 料 是 一 次 加 熱 ， 則 因 鉻 原 子 消 耗 較 快 ， 而 使鍍 層 逐 漸 貧 鉻 。 解 決 分 餾 問 題 的 辦 法 是 連 續(xù) 加 料 ， 熔 池 的 溫 度 和 體 積 保 持 恒 定 是 工 藝 成 功 的 關(guān) 鍵 。 如 果 合 金 組 元 蒸 氣 壓 差 別 過 大 ， 沉 積 合 金 的

9、 工 藝 便 受 到 限 制 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT但 有 一 些 化 合 物 ， 如 氯 化 物 、 硫 化 物 、 硒 化 物 和 硫 化 物 ， 甚 至 少數(shù) 氧 化 物 如 B2O3， SnO 可 以 采 用 蒸 鍍 ， 因 為 它 們 很 少 分 解 或者 當(dāng) 其 凝 聚 時 各 種 組 元 又 重 新 化 合 。然 而 蒸 鍍 不 僅 有 熱 分 解 問 題 ， 也 有 與 坩 堝 材 料 反 應(yīng) 從 而 改 變 膜 層成 分 的 問 題 ，

10、這 些 都 是 化 合 物 蒸 鍍 的 限 制 因 素 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT5.5.3.2 濺 射 鍍 膜 Aluminium Targe

11、t PedestalWaferPlasma 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUTArgon Sputter Processl Argon gas is fed into the chamber which is under vacuum.l A large voltage is applied causing some electrons on the argon molecules to break free, leaving positively charged arg

12、on ions. Ar+ Ar+ Ar+Ar+ArArArGas In -+ e- e-e- e- The argon ions will be attracted to the negative potential, so thats where the target material is placed.The wafer is placed on the positive/neutral electrode.The argon bombards the target causing chunks of material to fall on the wafer.The free elec

13、trons collide with the argon atoms producing more ions and so sustaining the plasma and the sputtering process 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT直 流 二 極 濺 射 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT三 極 和 四 極 濺 射 北 京 工

14、 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT磁 控 濺 射 ：磁 控 濺 射 是 70年 代 迅 速 發(fā) 展 起 來 的 新 型 濺 射 技 術(shù) ， 目 前已 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 實 際 應(yīng) 用 。磁 控 濺 射 的 鍍 膜 速 率 與 二 極 濺 射 相 比 提 高 了 一 個 數(shù) 量 級， 它 具 有 高 速 、 低 溫 、 低 損 傷 等 優(yōu) 點 ：高 速 是 指 沉 積 速 率 快 ；低 溫 和 低 損 傷 是 指 基 片 的 溫 升 低 、 對 膜 層 的 損 傷 小 。 北

15、京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT5.5.3.2 濺 射 鍍 膜 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT射 頻 濺 射 ：射 頻 是 指 無 線 電 波 發(fā) 射 范 圍 的 頻 率 ， 為 了 避 免 干 擾 電 臺 工 作 ， 濺 射專 用 頻 率 規(guī) 定 為 13 56MHk。 射 頻 濺 射 的 兩 個 電 極 ， 接 在 交 變 的 射 頻 電 源

16、上 ， 似 乎 沒 有 陰 極 與 陽 極 之 分了 。 實 際 上 射 頻 濺 射 裝 置 的 兩 個 電 極 不 是 對 稱 的 。 放 置 基 片 的 電 極 與 機(jī)殼 相 連 ， 并 且 接 地 ， 這 個 電 極 相 對 安 裝 靶 材 的 電 極 而 言 ， 是 一 個 大 面 積的 電 極 。 它 的 電 位 與 等 離 子 相 近 ， 幾 乎 不 受 離 子 轟 擊 。在 射 頻 電 源 交 變 電 場 作 用 下 ， 氣 體 中 的 電 子 隨 之 發(fā) 生 振 蕩 ， 并 使 氣體 電 離 為 等 離 子 體 。 另 一 電 極 對 于 等 離 子 體 處 于 負(fù) 電 位 ，

17、 是 陰 極 ， 受 到 離 子 轟 擊 ， 用 于 裝 置 靶 材 。缺 點 ： 是 大 功 率 的 射 頻 電 源 不 僅 價 高 ， 對 于 人 身 防 護(hù) 也 成 問 題 。 因 此 ， 射頻 濺 射 不 適 于 工 業(yè) 生 產(chǎn) 應(yīng) 用 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT在 物 理 氣 相 沉 積 的

18、各 類 技 術(shù) 中 ， 濺 射 最 容 易 控 制 合 金膜 的 成 分 ： 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 濺 射 薄 膜 按 其 不 同 的 功 能 和 應(yīng) 用 可 大 致 分 為 機(jī) 械 功 能 膜 和 物 理 功 能 膜兩 大 類 ： 前 者 包 括 耐 磨 、 減 摩 、 耐 熱 、 抗 蝕 等 表 面 強(qiáng) 化 薄 膜 材 料 、固 體 潤 滑 薄 膜 材 料 ； 后 者 包 括 電 、 磁 、 聲 、 光 等 功 能 薄 膜 材 料 等 。5.5.3.2

19、濺 射 鍍 膜 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT離 子 鍍 就 是 在 鍍 膜 的 同 時 ， 采 用 帶 能 離 子 轟 擊 基 片 表 面 和 膜 層 的 鍍膜 技 術(shù) 。 離 子 轟 擊 的 目 的 在 于 改 善 膜 層 的 性 能 ， 離 子 鍍 是 鍍 膜 與離 子 轟 擊 改 性 同 時 進(jìn) 行 的 鍍 膜 過 程 。無論是蒸鍍還是濺射都可以發(fā)展成為離子鍍。在磁控濺射時，將基片與真空室絕緣，再加上數(shù)百伏的負(fù)偏壓，即有能量為100eV量級的離子向基片轟擊，從

20、而實 現(xiàn)離子鍍。離子鍍也可以在蒸鍍的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，例如在真空室內(nèi)通入1Pa量級的氬氣后，在基片上加上1000V以上的負(fù)偏壓，即可產(chǎn)生輝光放電，并有能量為數(shù)百電子伏的離子轟擊基片，這就是離子鍍。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT對 于 真 空 蒸 鍍 、 濺 射 、 離 子 鍍 三 種 不 同 的 鍍 膜 技 術(shù) ， 入 射 到 基 片 上 的 每個 沉 積 粒 子 所 帶 的 能 量 是 不 同 的 ： 熱 蒸 鍍 原 子 大 約 0.2eV， 濺 射 原子 大 約 1-

21、50eV， 而 離 子 鍍 中 轟 擊 離 子 大 概 有 幾 百 到 幾 千 eV。離 子 轟 擊 對 基 片 表 面 有 清 洗 作 用 ， 另 外 還 能 促 進(jìn) 形 成 共 混 的 過 渡 層 。 如 果 離 子轟 擊 的 熱 效 應(yīng) 足 以 使 界 面 處 產(chǎn) 生 擴(kuò) 散 層 ， 形 成 冶 金 結(jié) 合 ， 則 更 有 利 于 提 高結(jié) 合 強(qiáng) 度 。蒸 鍍 的 膜 層 其 殘 余 應(yīng) 力 為 拉 應(yīng) 力 ， 而 離 子 轟 擊 產(chǎn) 生 壓 應(yīng) 力 ， 可 以 抵 消 一部 分 拉 應(yīng) 力 。 離 子 轟 擊 可 以 提 高 鍍 料 原 子 在 膜 層 表 面 的 遷 移 率 ， 這

22、有 利 于 獲 得 致 密 的 膜 層 。如 果 離 子 能 量 過 高 會 使 基 片 溫 度 升 高 ， 使 鍍 料 原 子 向 基 片 內(nèi) 部 擴(kuò) 散 ， 這 時 獲 得 的 就 不 再 是 膜 層 而 是 滲 層 ， 離 子 鍍 就 轉(zhuǎn) 化 為 離 子 滲 鍍 了 。 離子 滲 鍍 的 離 子 能 量 為 1000eV左 右 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT空 心 陰 極 離 子 鍍 （ HCD） 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院C

23、ollege of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大

24、學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUTThe CVD ProcessStep 1: Gases are introduced into the system which may be at atmospheric or low pressure.2: The precurso s diffuse hrough th system to the s agnant gas flow above th wafer surface where they are adsorbed. 3 se p curs

25、 rs migra e on t e surface so that chemical eactions can begin and produce solid by-products.4 solid by-prod cts form nuclei which gr wn into islands while the ast y-products are pumped away5 islands f mate ial event ally merge toge h r so t t continuous film is p oduced. 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué)

26、 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT化 學(xué) 氣 相 沉 積 （ CVD） 的 過 程 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and E

27、ngineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Mat

28、erials Science and Engineering, BJUT由 于 傳 統(tǒng) 的 CVD沉 積 溫 度 大 約 在 800 以 上 ， 所 以 必 須選 擇 合 適 的 基 體 材 料 。例 如 ， 大 部 分 鋼 就 不 合 適 ： 應(yīng) 力 ， 相 變 等常 用 的 基 體 包 括 ：各 種 難 熔 金 屬 （ 鉬 常 被 采 用 ） 、 石 英 、 陶 瓷 、 硬 質(zhì) 合 金 等 。當(dāng) 沉 積 溫 度 低 于 700 時 ， 也 可 以 鋼 為 基 體 ， 但 對 鋼 的 表 面必 須 進(jìn) 行 保 護(hù) ， 一 般 用 電 鍍 或 化 學(xué) 鍍 的 方 法 在 表 面 沉 積 一 薄

29、層 鎳 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUTCVD 鍍 層 可 用 于 要 求 耐 磨 、 抗 氧 化 、 抗 腐 蝕 以 及有 某 些 電 學(xué) 、 光 學(xué) 和 摩 擦 學(xué) 性 能 的 部 件 。 對 于 耐 磨 硬 鍍 層 一 般 采 用 難 熔 的 硼 化 物 、 碳 化 物 、 氮 化 物 和 氧 化 物 。在 耐 磨 鍍 層 中 ， 用 于 金 屬 切 削 刀 具 占 主 要 地 位 。 滿 足 這 些 要 求 的 鍍 層 包 括TiC， TiN， Al 2O3

30、， TaC， HfN 和 TiB2 以 及 它 們 的 組 合 。 除 刀 具 外 ， CVD鍍 層 還 可 用 于 其 它 承 受 摩 擦 磨 損 的 設(shè) 備 ， 如 泥 漿 傳 輸 設(shè) 備、 煤 的 氣 化 設(shè) 備 和 礦 井 設(shè) 備 等 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT工 件 置 于 陰 極 上 ， 利

31、 用 輝 光 放 電 或外 熱 源 使 工 件 升 到 一 定 溫 度 后 ， 與CVD 法 相 似 ， 通 入 適 量 的 反 應(yīng) 氣 ，經(jīng) 過 化 學(xué) 和 等 離 子 體 反 應(yīng) 生 成 沉 積薄 膜 。由 于 存 在 輝 光 放 電 過 程 ， 氣 體 劇 烈電 離 而 受 到 活 化 ， 這 和 CVD 法 的氣 體 單 純 受 熱 激 活 不 同 ， 所 以 反 應(yīng) 溫 度 可 以 大 大 下 降 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUTPCVD法 與 CVD 法

32、 比 較 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT激 光 化 學(xué) 氣 相 沉 積 是 新 出現(xiàn) 的 技 術(shù) ， 通 過 激 光 激 活而 使 常 規(guī) CVD技 術(shù) 得 到強(qiáng) 化 ， 工 作 溫 度 大 大 降 低， 在 這 個 意 義 上 LCVD類似 于 PCVD技 術(shù) ， 然 而 這兩 種 技 術(shù) 之 間 有 一 些 重 要差 別 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineer

33、ing, BJUT LCVD的 應(yīng) 用 包 括 激 光 光 刻 、 大 規(guī) 模 集 成 電 路 掩 膜 的 修 正 、 激 光 蒸 發(fā) 一沉 積 以 及 金 屬 化 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT（ 1）溫 度 對 于 高 速 鋼 鍍 膜 具 有 重 大 意 義 。 CVD法 的 工 藝 溫 度 超 過 了 高速 鋼 的 回 火 溫 度 ， 用 CVD法 鍍 制 的 高 速 鋼 工 件 ， 必 須 進(jìn) 行 鍍 膜 后的 真 空 熱 處 理 ， 以 恢 復(fù) 硬 度

34、。 鍍 后 熱 處 理 會 產(chǎn) 生 不 容 許 的 變 形 。（ 2） 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUTCVD鍍 層 往 往 厚 度 在 7.5m左 右 ，PVD鍍 層 通 常 不 到 2.5m厚 。 相 反 ， PVD鍍 膜 如 實 地 反 映 材 料 的 表 面 ， 不 用 研 磨 就 具 有 很 好 的 金 屬 光 澤 ，這 在 裝 飾 鍍 膜 方 面 十 分 重 要 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materi

35、als Science and Engineering, BJUTCVD 發(fā) 生 在 低 真 空 的 氣 態(tài) 環(huán) 境 中 ， 具 有 很 好 的 繞 鍍 性 ， 所 以密 封 在 反 應(yīng) 器 中 的 所 有 工 件 ， 除 去 支 承 點 之 外 ， 全 部 表 面 都 能完 全 鍍 好 ， 甚 至 深 孔 、 內(nèi) 壁 也 可 鍍 上 。相 對 而 論 ， 所 有 的 PVD技 術(shù) 由 于 氣 壓 較 低 ， 繞 鍍 性 較 差 ， 因此 工 件 背 面 和 側(cè) 面 的 鍍 制 效 果 不 理 想 。 PVD的 反 應(yīng) 器 必 須 減少 裝 載 密 度 以 避 免 形 成 陰 影 ， 而 且

36、裝 卡 、 固 定 比 較 復(fù) 雜 。 在PVD反 應(yīng) 器 中 ， 通 常 工 件 要 不 停 地 轉(zhuǎn) 動 ， 并 且 有 時 還 需 要 邊轉(zhuǎn) 邊 往 復(fù) 運(yùn) 動 。在 CVD工 藝 過 程 中 ， 要 嚴(yán) 格 控 制 工 藝 條 件 ， 否 則 ， 系 統(tǒng)中 的 反 應(yīng) 氣 體 或 反 應(yīng) 產(chǎn) 物 的 腐 蝕 作 用 會 使 基 體 脆 化 ， 高溫 會 使 TIN鍍 層 的 晶 粒 粗 大 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT最 初 的 設(shè) 備 投 資 PVD是

37、CVD的 3 4倍 ， 而 PVD工 藝 的 生 產(chǎn) 周 期是 CVD的 1 10。 在 CVD的 一 個 操 作 循 環(huán) 中 ， 可 以 對 各 式 各 樣 的工 件 進(jìn) 行 處 理 ， 而 PVD就 受 到 很 大 限 制 。 在 兩 種 工 藝 都 可 用 的 范圍 內(nèi) ， 采 用 PVD 要 比 CVD 代 價 高 。PVD是 一 種 完 全 沒 有 污 染 的 工 序 ， 有 人 稱 它 為 “ 綠 色 工 程 ” 。 而CVD的 反 應(yīng) 氣 體 、 反 應(yīng) 尾 氣 都 可 能 具 有 一 定 的 腐 蝕 性 、 可 燃 性 及毒 性 ， 反 應(yīng) 尾 氣 中 還 可 能 有 粉 末

38、狀 以 及 碎 片 狀 的 物 質(zhì) ， 因 此 對 設(shè)備 、 環(huán) 境 、 操 作 人 員 都 必 須 采 取 一 定 的 措 施 加 以 防 范 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT選 擇 膜 /基 體 系 時 ， 應(yīng) 考 慮 膜 /基 之 間 的 相 互 作 用 。 硬 質(zhì) 鍍 層 主要 用 于 受 力 、 耐 磨 的 工 況 下 ， 如 切 削 刀 具 工 作 時 刀 尖 和 切 削 刃附 近 會 產(chǎn) 生 非 常 大 的 作 用 力 和 很 高 的 溫 度 ， 結(jié)

39、合 強(qiáng) 度 要 能 承 受這 種 作 用 力 。為 數(shù) 眾 多 的 硬 質(zhì) 材 料 可 以 按 照 其 化 學(xué) 特 性 分 成 三 個 組 ：金 屬 鍵 （ M） ： 金 屬 鍵 材 料 具 有 較 好 的 綜 合 性 能 。 過 渡 金 屬的 氮 化 物 （ N） 、 碳 化 物 （ C） 和 硼 化 物 （ B） 在 硬 質(zhì) 材 料 中占 有 特 別 重 要 的 地 位 。共 價 鍵 （ C） ： 共 價 鍵 材 料 具 有 最 高 的 硬 度 ， 金 剛 石 、 立 方氮 化 硼 和 碳 化 硼 均 在 此 組 內(nèi) 。 離 子 鍵 （ I） ： 離 子 鍵 材 料 具 有 較 好 的 化

40、 學(xué) 穩(wěn) 定 性 。 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT 北 京 工 業(yè) 大 學(xué) 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院College of Materials Science and Engineering, BJUT思 考 題PVD 基 本 鍍 膜 技 術(shù) 是 哪 幾 種 ？ 這 幾 種 技 術(shù) 的 主 要 區(qū) 別 ？CVD 的 主 要 特 點 和 用 途 ？以 鍍 制 刀 具 為 例 ， 比 較 PVD 和 CVD 的 工 藝 和 技 術(shù)如 何 采 用 PVD 或 CVD 方 法 制 備 納 米 級 的 多 層 和 多 相 復(fù)合 膜 ？