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Der Einfluss der Temperatur auf CVD-SiC-Beschichtungen

2023-10-27

Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist eine vielseitige Technik zur Herstellung hochwertiger Beschichtungen mit verschiedenen Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Elektronik und Materialwissenschaften. CVD-SiC-Beschichtungen sind für ihre außergewöhnlichen Eigenschaften bekannt, darunter hohe Temperaturbeständigkeit, mechanische Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Der Wachstumsprozess von CVD-SiC ist hochkomplex und empfindlich gegenüber mehreren Parametern, wobei die Temperatur ein entscheidender Faktor ist. In diesem Artikel untersuchen wir die Auswirkungen der Temperatur auf CVD-SiC-Beschichtungen und die Bedeutung der Wahl der optimalen Abscheidungstemperatur.


Der Wachstumsprozess von CVD-SiC ist relativ komplex und lässt sich wie folgt zusammenfassen: Bei hohen Temperaturen wird MTS thermisch zersetzt, um kleine Kohlenstoff- und Siliziummoleküle zu bilden. Die Hauptmoleküle der Kohlenstoffquelle sind CH3, C2H2 und C2H4 Die wichtigsten Siliziumquellenmoleküle sind SiCl2 und SiCl3 usw.; Diese kleinen Kohlenstoff- und Siliziummoleküle werden dann durch Träger- und Verdünnungsgase in die Nähe der Oberfläche des Graphitsubstrats transportiert und dann in Form eines Adsorbatzustands adsorbiert. Diese kleinen Moleküle werden durch das Trägergas und das Verdünnungsgas zur Oberfläche des Graphitsubstrats transportiert, und dann werden diese kleinen Moleküle in Form eines Adsorptionszustands auf der Oberfläche des Substrats adsorbiert, und dann reagieren die kleinen Moleküle miteinander andere bilden kleine Tröpfchen und wachsen heran, und die Tröpfchen verschmelzen auch miteinander, und die Reaktion wird von der Bildung von Zwischennebenprodukten (HCl-Gas) begleitet; Aufgrund der hohen Temperatur der Oberfläche des Graphitsubstrats werden die Zwischengase von der Oberfläche des Substrats verdrängt und das restliche C und Si werden dann in einen festen Zustand überführt. Schließlich bilden das auf der Substratoberfläche verbleibende C und Si eine feste SiC-Phase, um eine SiC-Beschichtung zu bilden.


Die Temperatur inCVD-SiC-BeschichtungProzesse sind ein kritischer Parameter, der Wachstumsrate, Kristallinität, Homogenität, die Bildung von Nebenprodukten, Substratkompatibilität und Energiekosten beeinflusst. Die Wahl einer optimalen Temperatur, in diesem Fall 1100 °C, stellt einen Kompromiss zwischen diesen Faktoren dar, um die gewünschte Beschichtungsqualität und -eigenschaften zu erreichen.