Η επίδραση της θερμοκρασίας στις επιστρώσεις CVD-SiC

Η Chemical Vapor Deposition (CVD) είναι μια ευέλικτη τεχνική για την παραγωγή επιστρώσεων υψηλής ποιότητας με διάφορες εφαρμογές σε βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική, η ηλεκτρονική και η επιστήμη των υλικών. Οι επικαλύψεις CVD-SiC είναι γνωστές για τις εξαιρετικές ιδιότητές τους, όπως αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, μηχανική αντοχή και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση. Η διαδικασία ανάπτυξης του CVD-SiC είναι εξαιρετικά πολύπλοκη και ευαίσθητη σε πολλές παραμέτρους, με τη θερμοκρασία να είναι ένας κρίσιμος παράγοντας. Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε τις επιπτώσεις της θερμοκρασίας στις επικαλύψεις CVD-SiC και τη σημασία της επιλογής της βέλτιστης θερμοκρασίας εναπόθεσης.

Η διαδικασία ανάπτυξης του CVD-SiC είναι σχετικά πολύπλοκη και η διαδικασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: σε υψηλές θερμοκρασίες, το MTS αποσυντίθεται θερμικά για να σχηματίσει μικρά μόρια άνθρακα και πυριτίου, τα κύρια μόρια πηγής άνθρακα είναι CH3, C2H2 και C2H4, και Τα κύρια μόρια πηγής πυριτίου είναι τα SiCl2 και SiCl3, κ.λπ. Αυτά τα μικρά μόρια άνθρακα και πυριτίου στη συνέχεια μεταφέρονται με φέροντα αέρια και αραίωση στην περιοχή της επιφάνειας του υποστρώματος γραφίτη και στη συνέχεια προσροφούνται με τη μορφή προσροφητικής κατάστασης. Αυτά τα μικρά μόρια θα μεταφερθούν στην επιφάνεια του υποστρώματος γραφίτη από το φέρον αέριο και το αέριο αραίωσης, και στη συνέχεια αυτά τα μικρά μόρια θα προσροφηθούν στην επιφάνεια του υποστρώματος με τη μορφή κατάστασης προσρόφησης και στη συνέχεια τα μικρά μόρια θα αντιδράσουν με κάθε Άλλα για να σχηματίσουν μικρά σταγονίδια και να μεγαλώσουν, και τα σταγονίδια θα συγχωνευθούν επίσης μεταξύ τους, και η αντίδραση συνοδεύεται από το σχηματισμό των ενδιάμεσων παραπροϊόντων (αέριο HCl). Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας της επιφάνειας του υποστρώματος γραφίτη, τα ενδιάμεσα αέρια θα απομακρυνθούν από την επιφάνεια του υποστρώματος και στη συνέχεια τα υπολείμματα C και Si θα διαμορφωθούν σε στερεή κατάσταση. Τέλος, το C και το Si που παραμένουν στην επιφάνεια του υποστρώματος θα σχηματίσουν ένα SiC στερεάς φάσης για να σχηματίσουν μια επικάλυψη SiC.

Η θερμοκρασία μέσαΕπικάλυψη CVD-SiCΟι διεργασίες είναι μια κρίσιμη παράμετρος που επηρεάζει τον ρυθμό ανάπτυξης, την κρυσταλλικότητα, την ομοιογένεια, τον σχηματισμό υποπροϊόντων, τη συμβατότητα του υποστρώματος και το ενεργειακό κόστος. Η επιλογή μιας βέλτιστης θερμοκρασίας, σε αυτήν την περίπτωση, 1100°C, αντιπροσωπεύει μια αντιστάθμιση μεταξύ αυτών των παραγόντων για την επίτευξη της επιθυμητής ποιότητας και ιδιοτήτων επίστρωσης.