Химическое осаждение из газовой химические реакции

К покрытиям этого типа можно отнести покрытия, составные части которых образуются в результате гетерогенных химических реакций в газовой среде, окружающей обрабатываемое изделие, и осаждаются на его поверхности, формируя сплощной слой осаждаемого материала. Принимая терминологию, предложенную в монографии [11 ], целесообразно рассмотреть только покрытия, образующиеся при химическом осаждении из газовой фазы (под физическим осаждением при этом понимают процесс вакуумного испарения и конденсации). Методом газофазного осаждения могут быть получены почти все металлы, кислородсодержащие и бескислородные тугоплавкие соединения, интерметаллиды, различные сплавы и керметы. Исходными продуктами служат газообразные галогениды, карбонилы или металлорганические соединения, при разложении или взаимодействии которых с другими газообразными составляющими смесей (водородом, аммиаком, углеводородами, окисью углерода и др.) могут образовываться и осаждаться на обрабатываемой поверхности нужные материалы. В данной главе будут кратко изложены некоторые принципиальные положения технологии газофазного осаждения, приведены отдельные типы покрытий и примеры их практического использования. [c.357]

Возможно соединение вольфрама химическим осаждением из газовой фазы [17,83] по реакции [c.380]

В методах химического осаждения из газовой фазы благородный газ-носитель может присутствовать, а может и отсутствовать. В случае присутствия газа-носителя он в реакцию с компонентами кристаллизующегося вещества не вступает, а играет роль механизма управления процессом доставка продукта (создание направленного потока к месту кристаллизации) и регулирование концентрации веществ в потоке (управление скоростью роста). В этих методах обычно протекают необратимые химические реакции разложение какого-либо соединения при активации образующихся ионов или радикалов, что позволяет значительно ускорять процесс роста в потоках малой плотности и управлять структурой получаемого слоя реакции гидролиза, окисления, восстановления. [c.315]

Одним из наиболее эффективных для получения пленок ZnO является метод химического осаждения из газовой фазы (ХОГ). Схематическое изображение реактора для получения пленок ZnO показано на рис. 10.5. Осаждение пленок ZnO происходит в результате последовательного протекания реакций [c.171]

Традиционными методами нанесения пленок являются химическое и физическое осаждение из газовой фазы ( VD и PVD). Эти методы давно используются для получения пленок и покрытий различного назначения. Обычно кристаллиты в таких пленках имеют достаточно большие размеры, но в многослойных или многофазных VD-пленках удается получить и наноструктуры [14, 150]. Осаждение из газовой фазы обычно связано с высокотемпературными газовыми реакциями хлоридов металлов в атмосфере водорода и азота или водорода и углеводородов. Температурный интервал осаждения VD-пленок составляет 1200— 1400 К, скорость осаждения 0,03—0,2 мкм/мин. Использование лазерного излучения позволяет снизить до 600—900 К температуру, развивающуюся при осаждении из газовой фазы, что способствует образованию нанокристаллических пленок. [c.53]

Покрытия, получаемые осаждением из газовой и паровой фазы. Этот вид покрытий, широко использующихся последние годы, основан на контактном осаждении насыщающего агента из газовой или паровой фазы в результате химических реакций либо в объеме этой фазы, либо непосредственно на поверхности покрываемого объекта. [c.10]

Суть получения покрытия из газовой фазы заключается в том, что в результате гетерогенных химических реакций в среде газов, окружающей покрываемое изделие, на него выпадают составляющие покрытия, формируя сплошной слой осаждаемого материала. Исходными продуктами для осаждения служат газообразные галогениды, карбонилы или металлоорганические соединения, при разложении и при взаимодействии которых с дру. ими газообразными составляющими смесей (водородом, аммиаком, углеводородами, окисью углерода и др.) на покрываемой поверхности образуются нужные материалы. [c.108]

Тонкие слои из газовой н паровой фазы наносят на подложку. В первом случае элемент пленки высаживают на поверхность в результате реакции диссоциации химического соединения, в котором связан элемент при высоких температурах, или вследствие реакции восстановления химического соединения наносимого элемента. Тонкий слой из паровой фазы получают путем сублимации элемента в условиях вакуума и последующего его осаждения на подложку. Тонкие слои полупроводникового материала можно наносить также в вакууме в изотермических условиях при переносе парообразного вещества на близкие расстояния. Этот способ основан на разнице скоростей испарения и взаимной диффузии наносимого элемента и материала подложки. [c.287]

Новым направлением повышения износостойкости твердосплавного инструмента является нанесение на его рабочие поверхности износостойких карбидов титана. Они обладают высокой твердостью (3200 кгс/мм ) и низким коэффициентом трения благодаря смазывающему действию уменьшается трение стружки о переднюю грань инструмента, силы трения снижаются на 15—25%, температура резания — на 65° С. Покрытие, толщиной всего 5—7 мкм, наносится химическим или металлургическим путем, обычно из газовой фазы. Осаждение происходит при взаимодействии хлоридов титана с метаном при температуре выше 900° С по реакции [c.16]

Процессы, приводящие к потере барьерными слоями из продуктов химических реакций своих защитных свойств вследствие образования частиц, растворимых в жидкой осажденной соли, получили название реакций флюсования. Таких процессов может быть множество, но из всех возможных причин разрушения защитных барьерных слоев на поверхности сплавов следует особо отметить один важный механизм, который зависит от экспериментальных условий, таких как состав сплава и газовой фазы, температура и характеристики осадка. [c.69]

Электроизоляционные неорганические пленки (ЭНП) в отличие от большинства остальных электроизоляционных материалов не получаются в свободном состоянии, а образуются в процессе изготовления на подложке, являющейся элементом той или иной электро-или радиотехнической конструкции. По своим показателям химической и радиационной стойкости, нагревостойкости, электрической прочности — ЭНП превосходят почти все известные материалы. Методы получения неорганических пленок весьма разнообразны, но все их можно объединить в две группы А — химические или электрохимические реакции вещества подложки с активным веществом среды — такими методами могут быть получены оксиды, нитриды, фториды и другие соединения, образующиеся на поверхности металлов и полупроводников Б — осаждение пленок из газовой или жидкой среды, не вступающей в реакцию с веществом подложки, испарение, ионное распыление, газофазные реакции и др. [c.256]

Например, в качестве методов, относимых к первой группе, можно назвать следующие вакуумное напыление, распыление и химические реакции в газовой фазе. Ко второй группе относятся различные методы закалки из жидкого состояния. К третьей группе можно отнести методы облучения частицами поверхности кристалла, воздействия ударной волной и ряд других. Имеется также еще одна особая группа методов, которые можно было бы с известными оговорками отнести к первой группе. Речь идет о методах электролитического осаждения аморфных пленок из растворов электролитов, главным образом водных растворов. Характеристики различных методов получения аморфных структур представлены в табл. 2.1. Ниже мы в общих чертах дадим описание этих методов. [c.29]

Несмотря на совокупность приведенных положительных свойств, проблема, связанная со сроком службы лазеров на галогенидах меди и сохранением высокой стабильности параметров выходного излучения, остается открытой. В этих лазерах происходит более интенсивный расход рабочего вещества, что может быть обусловлено несколькими причинами. Во-первых, идет осаждение атомов меди из газоразрядной среды непосредственно на стенки относительно холодной разрядной трубки во-вторых, происходит диффузионный уход атомов меди и его молекулярных соединений в еще более холодные концевые секции АЭ в-третьих, низкое давление буферного газа увеличивает скорость диффузии рабочего вещества. Высокая химическая активность хлора и брома приводит к интенсивному (преждевременному) разрушению элементов электродных узлов и нестабильности горения разряда. Также не изучены процессы физико-химического взаимодействия газовой среды с кварцем и газовыделение кварца. К тому же для длительного сохранения параметров выходного излучения требуется стабилизация на оптимальном уровне многокомпонентного состава активной газовой среды, в которой происходит большое количество физических процессов и химических реакций. Для чистого ЛПМ многие проблемы, связанные с долговечностью и стабильностью параметров, уже успешно решены [26]. КПД в промышленных чистых ЛПМ составляет 0,5-1%, а съем средней мощности с одного АЭ достиг уровня 500-750 Вт [10]. [c.13]

Борные волокна получают методом химического осаждения из газовой фазы по реакции ВС1з +Н2 Bi + НС1 Осаждение ведется на тонкую (диаметром несколько микрон) вольфрамовую проволоку. Технология получения борного волокна очень сложная, поэтому они имеют высокую стоимость. [c.133]

Температуру и давление паров обычно выбирают такими, чтобы эти реакции протекали в трубе до некоторой степени в газовой фазе. Этот способ называют иногда модифицированным способом химического осаждения из азовой фазы (МСУ0 ). В раннем способе химического осаждения из газовой фазы (СУО ). использовались более низкие температуры и давления, вследствие чего реакции происходили [c.98]

Изготовление различных гетеролазеров требует развития процессов гетероэпитаксиального выращивания большого числа очень тонких слоев твердых растворов, о которых шла речь в предыдущей главе. Методы, используемые для эпитаксиального выращивания полупроводниковых слоев гетероструктур, тесно связаны с химией процесса роста. Для получения требуемых значений электропроводности, достигаемых контролируемым введением примесей, требуется рассмотрение химических равновесий между паром или жидкостью и твердой фазой. Существуют три представляющих для нас интерес метода эпитаксиального выращивания. Выращивание слоев на монокристал-лической подложке из растворов-расплавов металлов в графитовой лодочке, называемое жидкофазной эпитаксией (ЖФЭ), является самым обычным методом получения гетеролазеров. В последнее время развивается техника, в которой пучок атомов и молекул из нагревателей эффузионного типа, расположенных в сверхвысоковакуумной системе, падает на нагретую подложку. Этот метод называется эпитаксией из молекулярных пучков (ЭМП). Химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ) представляет собой эпитаксию, при которой реагенты переносятся в потоке протекающего газа к подложке, на которой происходит осаждение вещества, образуемого по химической реакции. В настоящей главе обсуждаются фазовые равновесия, введение примесей и ростовые методы ЖФЭ, ЭМП и ХОГФ, применяемые для получения гетеролазеров. [c.86]

Основным методом получения нитевидных кристаллов карбида и нитрида кремния, окиси и нитрида алюминия и других тугоплавких соединений является осаждение из газовой фазы с использованием химических транспортных реакций, реакций пиролиза, восстановления летучих соединений и др. Промышленное производство нитевидных кристаллов указанным методом стало возможным после детального исследования Вагнером, Элиссом и др. механизма их роста, получившего название пар—жидкость—твердая фаза (ПЖТ). При получении методом ПЖТ нитевидных кристаллов тугоплавких соединений (40 ] в реакционную зону, в которой ведется осаждение соединения, специально вводят примеси некоторых элементов, образующих капельки жидких растворов с элементами соединения, например углерод, железо, кремний, алюминий и др. При получении нитевидных кристаллов карбида кремния используют жидкие тройные растворы железо кремний—углерод. Поверхность жидкой фазы является сильным катализатором участвующих в осаждении химических реакций, поэтому выделение вещества из газовой фазы происходит преимущественно на поверхности присутствующих в ростовой зоне жидких капелек. Далее происходит его растворение в капельке, диффузионный перенос через объем капли к границе раздела с подложкой и кристаллизация под каплей. В результате на подложке образуются вытянутые столбики конденсата, являющиеся нитевидными кристаллами. Ввиду малой скорости осаждения непосредственно на твердой поверхности кристаллы почти не растут в толщину, и отношение длины к диаметру у них достигает 1000 и более. В зависимости от условий получения они имеют диаметр от долей микрона до нескольких десятков микрон и длину до 60—80 мм. [c.40]

Б-1. Получение пленок осаждением на газовой фазы. При осаждении из газовой (паровой) фазы пленки образуются в результате химических реакций, протекающих непосредственно на подложке, или же в приповерхностном слое, причем сам материал подложки в химические реакции не вступает. Осаждение обычно производится при пониженном давлении, которое в зависимости от режима может быть в интервале 0,01—130 Па. Активация химических реакций может осуществляться нагревом, тлеющим или ВЧ-разрядом, светом, электронной бомбардировкой и др. Оксиды металлов чаще всего получают пиролитическим разложением органических соединений типа алкоголятов или атилатов. Примером может служить реакция получения пленки пеитокси-да тантала пиролизом пвнтаатилата тантала в кислородной атмосфере при давлении 10—20 Па, температуре испарителя 400 К и температуре подложки 500—800 К [c.258]

Ко второй группе методов химико-термической обработки можно отнести так называемую кристаллизацию (или осаждение) из газовой фазы с участием (или использованием) химической реакции [51]. Эти методы ван Аркеля и де Бура, нашедшие широкое промышленное распространение в 30-х годах XX в для получения особо чистых циркония, гафния и титана, сравнительно недавно начали применять для создания защитных покрытий на металлах и сплавах. [c.4]

Химические методы газофазной эпитаксии основаны на осаждении из газовой фазы вещества, полученного в результате химической реакции. Примером могут служить технологии получения кремниевых или германиевых эпитаксиальных слоев. Например, автоэпитаксия кремния из парогазовой смеси тетрахлорида кремния и водорода протекает по реакции восстановления при температуре 1100 °С [c.328]

Осаждение из газовой фазы Химическая реакция, в результате которой распадается газообразное химическое соединение Мв1 и освобожденный Мв1 осаждается на Мег-ХА1е. газ нагретый твердое тело иа Мб2 Ме, Сг Мег Ре [c.387]

Получение покрытий в атмосфере газов. Возможность получения покрытий в газовой атмосфере иллюстрируется процессом хромирования стали в парах хлорида Сг , который дает сплав железа и хрома. В более ранних процессах, разработанных Беккером и др., газовая фаза хлорида Сг + получается пропусканием сухого НС1 и На над феррохромом или хромом при —950° С и затем приводится в контакт с нагретой сталью. Возможны многие варианты. При одном из них железные и стальные детали упаковываются в тугоплавкий материал, предварительно импрегнированный хлоридом Сг +, при нагревании пар (газ) реагирует с Ре, образуя РеС12 и Сг, последний диффундирует внутрь, образуя слой сплава с основным металлом детали, который не подвергается отслаиванию. В некоторых видах процесса содержание хрома во внешней части (сплава) может превышать 13% и иногда достигает 30%, так что слой, который достаточно гибок, может обеспечить защиту против азотной кислоты такой концентрации, в которой непокрытая сталь быстро разрушается. Процесс успешно применяется в холодильных и нагревающих воздушных системах, а также используется для покрытия небольших деталей, таких как винты, тайки и болты. Кинетика реакций изучена в работах [4]. Некоторые данные приводятся в статьях 5]. Дальнейшее развитие процесса предусматривает использование смесей, содержащих алюминий и (или) кремний и получение покрытий без сплавов, обладающих устойчивостью по отношению к высокотемпературному окислению и ко многим химическим реагентам. Другие методы осаждения из газовой фазы основаны на различных принципах. Кобальт, вольфрам или хром могут быть осаждены нагреванием в паре соответствующего карбонила, который обычно разлагается при контакте с поверхностью при температуре 450—600° С. Существо вопроса обсуждается в статьях [6]. [c.549]

Процессы вида ФЗ — четыре разновидности осаждения покрытий из веществ, образующихся в результате взаимодействия обрабатываемых поверхностей заготовки (о. м.) с активной обрабатывающей средой или веществами, входящими в ее состав. Схема 3.1 характеризуется осаждением покрытия непосредственно из активной обрабатывающей среды (электролитическое и химическое осаждение покрытий из растворов, осаждение покрытий из газовой и паровой фазы и пр.). Схема 3.2 представляет собой струйный вариант этих способов. Схема 3.3 отличается тем, что покрытие формируется в результате химического взаимодействия между материалом заготовки (о. м.) и активной рабочей средой (а. с.). Сюда могут быть отнесены термическое окисление, использование реакций самораспространяю-щегося высокотемпературного синтеза и другие способы. Схема 3.4 — это струйный вариант указанных способов. [c.37]

Первая группа методов основана на использовании химических транспортных реакций и характеризуется тем, что кристаллизация осаждаемого металла в этом случае осуществляется из паров его галоидных соединений (иодидов или хлоридов). Для получения монокристаллов молибдена используются преимущественно, хлориды (см. главу V). В общем дислокационный механизм роста кристаллов из газовой фазы сводится к спиральному присоединению атомов на ступеньке, образованной винтовой дислокацией [21, 77, 125], и в зависимости от режима осаждения позволяет получить поли- и монокристалли-ческие осадки. Скорости химических процессов осаждения металлов в молекулярном, кинетическом или диффузионном режимах очень велики и не зависят от механизма массообмена. Характер кристаллизации и скорость роста кристаллов осаждаемого металла в основном определяется относительным пере-насыш,ением газовой фазы. Осадки в виде высокочистых монокристаллов растут при малых степенях пересыщения газовой фазы, в то время как средние степени пересыщения обеспечивают рост массивных поликристаллов. При высоких степенях пересыщения образуются порошки посредством гомогенного зарождения в газовой фазе. [c.81]

Введение нитевидных кристаллов в межволоконное пространство— вискеризацию — производят осаждением нитевидных кристаллов на поверхность различных армирующих наполнителей или выращиванием их на углеродных волокнах в процессе химических реакций из газовой фазы. Вискеризация позволяет повысить сдвиговые характеристики полимерных композиций без ухудшения их свойств в направлении армирования. При увеличении объемного содержания нитевидных кристаллов на волокне до 4—8% возрастают в 1,5—2 раза сдвиговая прочность материала и на 40—50% модуль упругости при сдвиге и прочность при сжатии. [c.591]

В основе процесса осаждения керамических покрытий из газовой фазы лежат реакции химического взаимодействия паров галогенидов металлов с газами или реакции пиролиза элементоксиорганических соединений. Обычно процесс осаждения керамических материалов ведут из смеси газообразных хлоридов и двуокиси углерода в присутствии газа-переносчика, в качестве которого наиболее часто применяют водород. Исходные газообразные вещества при нагревании реагируют между собою с выделением окисла того элемента, хлорид которого введен в реакционную смесь. Осаждение, например, окиси алюминия происходит на поверхности предварительно нагретого образца по реакции [c.35]

Термохимическое осаждение обусловлено определенными химическими реакциями, в результате которых происходит избирательный массоперенос компонентов из газовой фазы на поверхность субстрата [4, 443]. Для синтеза покрытий наиболее подходящими оказыааются избранные группы соединений, легко переходящих в газообразное состояние (галогениды, карбонилы, гидриды, элементоорганические соединения). Реакции протекают с выделением в осадок компонентов, образующих покрытие. Оптимальные температуры для каждой конкретной реакции подбираются экспери- [c.43]

Изменение интенсивности полос в ИК-спектрах матриц 98 Измерение температуры испарителей 63 матрицы 51, 52 Изоляция в матрицу реак1 10нноспо-собных частиц из газовой фазы 64 высокотемпературное испаре ние 65, 66 пиролиз 66, 67 разряд в газе 67-70 химические реакции 70, 71 Импульсный метод осаждения матрицы 30,31 [c.168]

Внутри технологического блока 11 в зоне соответствующей подложки с помощью, например, кислородно-водородной горелки или другого источника тепла создается высокая температура, достаточная для окисления хлоридов в газовой смеси, осаждения окислов на подложку из газового потока и оплавления (частичного или полного) на поверхности подложки в виде стеклообразного слоя. При этом при всех модификациях способа ХОГ происходят, как правило, одинаковые химические реакции. В случае тетрахлорида кремния и тетрахлорида германия, используемого в качестве легирователя, газы в смеси реагируют следующим образом [c.68]

Для плазмохимического осаждения диэлектрических пленок используют реактор с радиальным распределением газового потока, показанный на рис. 21. Круглая реакционная камера, обычно выполняемая из алюминия или стекла, имеет два плоских алюминиевых электрода, на нижнем 7 из которых (заземленном) помещаются на пьедестале 6 подложки. При подаче высочастотного напряжения на верхний электрод 4 между ним и нижним электродом создается тлеющий разряд, который служит источником энергии для протекания химических реакций. Газовый поток вводят по краям 1 камеры и выводят из ее центральной части 8. Нижний электрод, кроме того, нагревается резистивными или инфракрасными нагревателями до 100—400 °С. [c.43]

В настоящее время для повышения износостойкости и коррозионной стойкости получили применение пленочные покрытия (толщиной 2—10 мкм) из нитридов (TiN, Ti (N ), ZrN), карбидов (Ti ), оксидов (AI2O3 и др.), обладающих высокой твердостью. Существует много методов создания адгезионных пленочных покрытий. Нанесение покрытий осуществляется осаждением продуктов химических реакций между компонентами газовой среды (например, хлорида титана и метана) на поверхности детали (инструмента) при 1000—1200 °С (метод VD). Другие методы предполагают реактивное или конденсационное осаждение в вакууме при более низкой температуре 450—500 °С, Формирование покрытия в вакууме осуществляется в три стадии I) получение материала покрытия в парообразном состоянии 2) перенос материала покрытия от испарителя к детали 3) осаждение (конденсация) молекул (ионов) материала покрытия на поверхности детали. Чаще применяют следующие методы нанесения покрытия конденсацию из плазменной фазы в условиях ионной бомбардировки (КИБ) реактивное электронно-лучевое плазменное осаждение (РЭП) активированное реактивное напыление (ARE). Не- [c.347]

Для определения количества электричества, прошедшего через электролизер при окислении или восстановлении анализируемого вещества, применяются как электронные системы (интеграторы, логарифмические и специальные двухкоординатные самописцы), так и электрохимические кулонометры электрогравиметрические (медные, серебряные, галогено-серебряные) газовые колориметрические титрационные кулонометрические. Кулонометры первого типа основаны на принципе взвешивания катода после осаждения на нем слоя металла. В кулонометрах второго типа измеряется объем образующегося при электролизе газа. Приборы третьего типа основаны на измерении оптической плотности раствора, изменяющейся в ходе электролиза. В кулонометрах четвертого типа образующиеся при электролизе растворимые продукты титруют стандартными растворами. Анодное и катодное пространства в таких приборах разделяются пористыми мембранами во избежание нежелательных химических реакций. При работе с кулонометрами пятого типа сначала производят катодное осаждение металла из концентрированного раствора его соли, а затем, растворяя анодно металл в галь-ваностагичееком режиме, измеряют время процесса (до [c.285]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...