Нанесение ALD и CVD покрытий

Компания «ISKRA-Engineering» поставляет современные системы CVD и ALD по ТЗ заказчика. Ростовые CVD и ALD системы позволяют работать с различными подложками для достижения уникальных свойств исходных материалов в т.ч дисперсных, пористых и композитных, в частности нанесение защитных покрытий улучшают стойкость к коррозии, износостойкость, стойкость к высоким температурам, электропроводность. Покрытия могут наноситься из веществ, находящихся в разных фазах, но в результате они составляют одно целое с основным материалом.

Области применения покрытий

• создание тонких пленок в производстве полупроводников;
• пассивация газовых компонентов и систем;
• усиление деталей машин и механизмов;
• упрочнение режущего инструмента;
• пассивация медицинского инструмента;
• обеспечение электрической изоляции;
• улучшение свойств сорбентов и катализаторов;

ALD Coatings For Critical Chamber Components

Покрытия могут быть нанесены практически на любой основной материал – на металлические сплавы, на керамику, на стекло и на пластик.

СVD системы и сульфинертные SiVD покрытия

Идея плазменного нанесения покрытий толщиной не более 10 мкм состоит в конденсации компонентов паровой или газовой фазы в условиях обработки частицами высоких энергий с участием плазмохимических процессов.

Отличия плазменного осаждения от других покрытий состоит в том, что осаждение обеспечивает высокую адгезионную прочность покрытия к основе за счет применения физических процессов подготовки и активации поверхности (например, бомбардировкой ионами инертных газов) и отсутствия изменений параметров шероховатости поверхности после нанесения покрытий.

Покрытие Si-VD специально разработано для защиты от химически активных материалов, например, серы и серосодержащих соединений, ртути, аммиака, спиртов, ацетатов, гидридов, соляной, азотной, серной кислот и других, которые способны изменять состав, адсорбироваться или взаимодействовать с поверхностным слоем. Поэтому покрытие Si-VD используется в системах контроля качества продукции в нефтяной и газовой промышленности, в элементах хроматографов, для пассивации и повышения коррозионной стойкости различных систем отбора, хранения и переноса проб природного газа.

Также данное покрытие может эффективно использоваться для уменьшения образования различных углеродистых отложений, таких как нагара, лака и шлама, связанных с горением топлива, высокотемпературным и окислительным воздействием компонентов масла, а также для минимизации загрязненности газовых сред в вакуумных технологиях при изготовлении полупроводниковых устройств, в процессах ионного травления, атомно-слоевого осаждения, газофазной эпитаксии, озонирования.

ALD системы роста тонких пленок

ALD(Atomic Layer Deposition) или Атомно слоевое осаждение(АСО) относится к группе методов ХОГФ(Химическое осаждение из Газовой Фазы) и отличается высокой сплошностью и стабильностью. Метод ALD существенно отличается от CVD метода:

• ALD использует два материала-прекурсора для создания нанопленки. Отличие ALD от других методов CVD заключается в том, что разные прекурсоры никогда не присутствуют в реакционной камере одновременно — они осаждаются последовательно.
• ALD также является типом послойного (LbL) метода и часто используется для создания пленок с несколькими атомными слоями, тогда как CVD обычно используется для однослойных пленок. Как только один из прекурсоров был нанесен по всей поверхности, следующий материал прекурсора наслаивается сверху, где он вступает в реакцию с первым нанесенным материалом, создавая химически связанную многослойную пленку. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина.
• Другое ключевое отличие ALD от CVD заключается в том, что реакция проводится в контролируемом диапазоне температур, тогда как CVD использует высокие температуры для испарения материала. И хотя этим процессом легче управлять, он требует гораздо большего опыта и контроля за процессом.

На сегодня ALD является единственным методом построения нанесения тонких слоёв в т.ч. оксида гафния. Синтезируемые тонкие пленки различных химических соединений в виде оксидов (HfO2, Al₂O3, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta₂O5, In₂O3, SnO2, ZnO, CdO, V2O5, WO3 и др.), нитридов (BN, AlN, GaN, InN, SiNx, Ta₃N5, Cu3N, Zr3N4, TiN, TaN, NbN, MoN и др.), соединений АIIBVI (ZnS, CdS, ZnSe, ZnTe, CaS, SrS, BaS, CdTe, MnTe, HgTe и др.), соединений AIIIBV (GaAs, AlAs, AlP, InP, GaP, InAs), металлов (Pt, Ir, Pd, Ag, Au, W, Cu, Co, Fe, Ni, Mo, Ta, Ti, Al, Si, Ge) и их комбинаций отличаются высокой сплошностью, адгезией и однородностью.

Методом ALD возможно покрывать подложки сложной формы и большой поверхности однородным по толщине слоем синтезируемого вещества, что является его уникальным отличием от всех известных способов нанесения тонких пленок. Воспроизводимый на атомном уровне процесс роста позволяет получать пленки заданной толщины с точностью до монослоя, в том числе с чередованием слоев различных химических соединений.

Основные отличительные характеристики ALD покрытия

Особое внимание мы уделяем предварительной подготовке поверхности подложки и часто для этого применяем электрохимполировку. Электрохимполировка представляет собой электрохимический процесс, при котором при прохождении через электролит электрического тока выделяются молекулы металла, оседающие на поверхности обрабатываемого изделия и образующие на ней тонкую пленку. Примечательность гальванических покрытий в том, что они формируются не простым нанесением слоя металла на обрабатываемую поверхность, а в результате проникновения молекул покрытия в поверхностный слой детали.

Например, при помощи цинкования можно повысить коррозионную устойчивость металла. Гальваническое покрытие хромом также позволяет сделать поверхность обрабатываемой детали более твердой и износоустойчивой. Этим же целям служат гальванические покрытия из никеля.

Мы также можем провести НИОКР и разработать покрытие с необходимыми для Вас свойствами.

Нанесение CVD и ALD пассивирующих покрытий

Компания реализует различные способы нанесения пассивирующих покрытий из газовой фазы(ХОГФ):

• методом Si-VD /CVD( Chemical vapor deposition)

и

• методом ALD(Atomic layer deposition)

Для корректного понимания вашего ТЗ просим уточнить:

• Наименование детали машин, механизмов, оборудования или технологической оснастки, а также название изделия, куда входит данная деталь (приложите чертеж или эскиз с указанием мест покрытия).
• Существующая технология изготовления данной детали.
• Основная задача нанесения покрытия применительно к данной детали (например, обеспечить инертность, надежность и др.).
• Условия работы детали (укажите температуру, среду, нагрузки, контактирующие детали и др.).
• Технические требования к защитному покрытию (укажите толщину покрытия, параметры шероховатости, допустимость зон несплошностей и пор, прочность сцепления покрытий и т.д.).
• Для деталей, работающих в паре трения указать ответную деталь, ее материал, твердость, размеры.
• Для деталей, испытывающих коррозионные разрушения, укажите воздействующие факторы окружающей среды, продолжительность эксплуатации изделия, существующую технологию защиты от коррозии.
• Средняя стойкость детали изготавливаемой по существующей технологии (укажите ожидаемую длительность до замены или ремонта).
• Ориентировочное количество деталей изготавливаемых или приобретаемых (в течение года) взамен изношенных (укажите ориентировочную стоимость новой детали).
• Укажите достаточную экономическую эффективность при использовании новой технологии, материалов, оборудования (например, повышение работоспособности детали в 2 раза, использование экологически чистых процессов и т.д.).
• Укажите рекомендуемый способ испытания детали, ее модели, образцов-свидетелей после использования новой технологии, материалов, оборудования.

По импортному аналогу мы сможем понять и повторить технологию нанесения покрытия, в том числе гибридного типа.

Установки магнетронного, ионно-лучевого и электронно-лучевого напыления, CVD, атомно-слоевого осаждения, травления и отжига — раздел оборудование для микроэлектроники и покрытий.