使用熱絲化學(xué)氣相沉積 – HFCVD

金剛石耐磨性強(qiáng)，適合用于切削工具的涂層。金剛石涂層工藝技術(shù)良多，其中一種是熱絲化學(xué)氣相沉積（HFCVD）。

HFCVD技術(shù)使用含碳?xì)怏w稀釋混合物例如氫氣中的甲烷在亞大氣壓下通過(guò)熱絲熱活化。氣體混合物和流量須謹(jǐn)慎控制；流量控制器用于保證適當(dāng)?shù)臍怏w量和過(guò)程重復(fù)性。

應(yīng)用要求

重要的是所用的質(zhì)量流量控制器可確保合適的氣體總量和過(guò)程的重復(fù)性；否則，所獲薄膜的均勻性和整體質(zhì)量將大打折扣。儀表須可靠并具有模擬或數(shù)字通信功能，因?yàn)榱鞒讨袣怏w的可燃性和爆炸性涉及安全問(wèn)題，須嚴(yán)密控制和監(jiān)測(cè)。

重要議題

l 高重復(fù)性

l 高精度

l 快速響應(yīng)

l 高穩(wěn)定性

工藝方案

金剛石薄膜生產(chǎn)的通用方法之一是熱絲氣相沉積技術(shù)（HFCVD），其中氣體混合物通過(guò)加熱至2400oC的W或Ta線(xiàn)（∅100 到 300 μm)進(jìn)行加熱。通常僅需兩種氣體：H2和CH4，甲烷在氫氣中以1 -2 vol%稀釋。HFCVD反應(yīng)器內(nèi)的總壓力通常在20 mbar 至 200 mbar之間變化，總流量取決于反應(yīng)器的尺寸和幾何形狀。

新型的金剛石涂層被稱(chēng)為納米晶金剛石(NCD) ，與微晶金剛石薄膜(MCD)相反。NCD的特征在于納米微晶尺寸(1 nm 到 50 nm)和更光滑的表面，保留了MCD的硬度并相對(duì)于MCD具有更好的耐磨損和耐摩擦性能。這些涂層通常需要添加第三惰性氣體，通過(guò)增強(qiáng)生長(zhǎng)過(guò)程中的再成核過(guò)程和改變腔室內(nèi)氣體的熱負(fù)荷來(lái)促進(jìn)NCD的形成，也影響基板加熱。該系統(tǒng)比MCD系統(tǒng)更復(fù)雜，在進(jìn)料氣體的控制和監(jiān)測(cè)中需要倍加注意。

這類(lèi)反應(yīng)器的進(jìn)一步修改包括在形成期間用硼(MCD和NCD)摻雜金剛石涂層使其具導(dǎo)電性。通常用到含硼(B)物質(zhì)的液體并且通過(guò)載氣鼓泡將硼蒸汽帶到熱絲和金剛石涂層中。通過(guò)選擇合適的硼濃度并調(diào)節(jié)通過(guò)的氣體來(lái)調(diào)節(jié)摻雜水平。在進(jìn)行NCD時(shí)，因?yàn)樯婕叭N氣體，任務(wù)變得越發(fā)困難。質(zhì)量流量控制器（例如EL-FLOW Select, LOW-ΔP-FLOW 或 IN-FLOW系列)在涉及CVD工藝的應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

推薦產(chǎn)品

EL-FLOW SELECT F-201CV

l 最小流量0.16...8mln/min

  最大流量0.5...25ln/min

l 壓力等級(jí)64bar

l 緊湊型設(shè)計(jì)

l 高精度、高重復(fù)性

LOW-△P-FLOW F-202EV

l 最小流量0.17...8.5ln/min

  最大流量1...50ln/min

l 壓力等級(jí)10bar

l 低壓差，易吹掃

l 緊湊型

IN-FLOW F-201C1

l 最小流量0.16...8mln/min

  最大流量0.5...25ln/min

l 壓力等級(jí)64bar

l 緊湊型，IP65防護(hù)等級(jí)

l 高精度、高重復(fù)性

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