Rozróżnia się dwie metody otrzymywania cienkich warstw: fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) oraz chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD).

 Metoda PVD pozwala na otrzymywanie warstw o grubości nanometrycznej. Proces składa się z trzech etapów:

  1. Otrzymywania par nanoszonego materiału.
  2. Transportu par na drodze źródło-podłoże.
  3. Wzrostu warstwy z zaadsorbowanych cząstek.

W celu uzyskania prawidłowego przebiegu procesu temperatura podłoża powinna być niższa od temperatury źródła par, a suma ciśnień cząstkowych reagentów gazowych (gazów i par) w komorze na tyle niska, aby parowanie spełniało warunki parowania swobodnego. Powstało wiele odmian technik PVD, które różnią się sposobem i lokalizacją strefy otrzymywania i jonizowania par nanoszonego materiału oraz sposobem krystalizacji tych par. Zaliczyć do nich można:

  • rozpylanie jonowe, zwane również katodowym {sputtering),
  • magnetronowe rozpylanie jonowe {magnetron sput tering).

Bez tytułu

Ideowy schemat  napylania techniką PVD:

a) podłoże,

b) wiązka elektronów,

c) materiał odparowywany.

 

W metodzie rozpylania katodowego, w wyniku bombardowania jonami o energii 100-=-1000 eV z katody wybijane są cząstki osadzonego materiału. Jony rozpylające są otrzymywane podczas wyładowania jarzeniowego prądu stałego lub prądu wysokiej częstotliwości. Wyładowanie jarzeniowe jest wzbudzane między anodą, którą stanowi uziemione podłoże, a katodą wykonaną z rozpylanego materiału, tzw. tarczy (target). Gęstość prądu jonowego gwarantuje szybkość procesu rozpylania, a wartość jego zależy od napięcia elektrodowego i ciśnienia.

 

Metoda CVD jest inną techniką wytwarzania warstw nanokrystalicznych, gdzie wskutek zachodzących na powierzchni podłoża lub w jego sąsiedztwie reakcji chemicznych dwóch lub więcej gazowych substratów wyjściowych są tworzone stałe produkty użytkowe oraz uboczne produkty lotne. Konwencjonalne (tzn. nie wspomagane) CVD, z oporowym lub indukcyjnym grzaniem reaktora chemicznego, może być prowadzone przy ciśnieniu atmosferycznym lub przy ciśnieniu obniżonym.

 

Materiały otrzymane metodą CVD

Materiał

Przykładowe zastosowanie

ferryty wiskersy

Fe Si3N4 SiC,

Al2O3, BN

materiał magnetycznie twardymateriał magnetycznie miękki

kompozyty ceramiczne

 

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *