Tác động của nhiệt độ đến lớp phủ CVD-SiC

Lắng đọng hơi hóa học (CVD) là một kỹ thuật linh hoạt để sản xuất lớp phủ chất lượng cao với nhiều ứng dụng khác nhau trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, điện tử và khoa học vật liệu. Lớp phủ CVD-SiC được biết đến với các đặc tính đặc biệt, bao gồm khả năng chịu nhiệt độ cao, độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Quá trình tăng trưởng của CVD-SiC rất phức tạp và nhạy cảm với một số thông số, trong đó nhiệt độ là yếu tố quan trọng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu ảnh hưởng của nhiệt độ đến lớp phủ CVD-SiC và tầm quan trọng của việc lựa chọn nhiệt độ lắng đọng tối ưu.

Quá trình tăng trưởng của CVD-SiC tương đối phức tạp và quá trình này có thể được tóm tắt như sau: ở nhiệt độ cao, MTS bị phân hủy nhiệt để tạo thành các phân tử carbon và silicon nhỏ, các phân tử nguồn carbon chính là CH3, C2H2 và C2H4, và các phân tử nguồn silicon chính là SiCl2 và SiCl3, v.v.; Những phân tử carbon và silicon nhỏ này sau đó được vận chuyển bằng khí mang và khí pha loãng đến vùng lân cận bề mặt của chất nền than chì, sau đó chúng được hấp phụ ở dạng trạng thái hấp phụ. Các phân tử nhỏ này sẽ được vận chuyển đến bề mặt chất nền than chì bằng khí mang và khí pha loãng, sau đó các phân tử nhỏ này sẽ được hấp phụ trên bề mặt chất nền dưới dạng trạng thái hấp phụ, sau đó các phân tử nhỏ sẽ phản ứng với nhau khác tạo thành các giọt nhỏ và lớn lên, các giọt cũng sẽ hợp nhất với nhau và phản ứng kéo theo sự hình thành các sản phẩm phụ trung gian (khí HCl); do nhiệt độ cao của bề mặt chất nền than chì, các khí trung gian sẽ bị bong ra khỏi bề mặt chất nền, sau đó C và Si dư sẽ được tạo thành trạng thái rắn. Cuối cùng, C và Si còn lại trên bề mặt đế sẽ tạo thành SiC pha rắn tạo thành lớp phủ SiC.

Nhiệt độ ởLớp phủ CVD-SiCquá trình là một thông số quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng, độ kết tinh, tính đồng nhất, sự hình thành các sản phẩm phụ, khả năng tương thích cơ chất và chi phí năng lượng. Việc lựa chọn nhiệt độ tối ưu, trong trường hợp này là 1100°C, thể hiện sự cân bằng giữa các yếu tố này để đạt được chất lượng và đặc tính lớp phủ mong muốn.