Badania nad syntezą warstw metodą CVD mało zróżnicowanych w grubości na płaskich podłożach w reaktorze rurowym

• Autorzy: Sawka A. , Kwatera A.

Warianty tytułu

EN

Studies on the synthesis of CVD layers uniform in thickness on planar substrates in a tubular reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stosowanie rurowych reaktorów CVD umożliwia użycie indukcyjnego grzania podłoży w sposób bezpośredni, gdy przewodzą prąd elektryczny lub pośredni od odpowiednich grzejników przewodzących prąd elektryczny. Stosując grzanie indukcyjne, można bardzo szybko (kilka lub kilkadziesiąt sekund) uzyskać bardzo wysoką temperaturę podłoża. Możliwe jest również bardzo szybkie chłodzenie próbek po procesie syntezy do temperatury pokojowej, przez co jest zachowana budowa warstwy uzyskana w wysokiej temperaturze. W niniejszej pracy prowadzono badania nad wpływem sposobu doprowadzenia reagentów nad płaskie podłoże w postaci płytek ze szkła kwarcowego, znajdującego się w rurowym grzejniku grafitowym o kwadratowym lub kołowym wewnętrznym przekroju, na zróżnicowanie grubości otrzymywanych warstw. Na tych płytkach syntezowano warstwy Al2O3 z acetyloacetonianu glinu przy różnym udziale reagenta i gazu nośnego oraz różnego udziału gazów nośnych (gazem nośnym był Ar i powietrze). Syntezę warstw prowadzono w zakresie temperatur 800÷1000°C. Parametry przepływowe procesu tak dobierano, aby rozwinięte wyrażenie Grx/Rex 2 było poniżej 0,1. Użycie płytek ze szkła kwarcowego umożliwiało bardzo łatwe wizualne ustalenie zróżnicowania grubości warstw przy różnych parametrach procesu na podstawie barw interferencyjnych warstw o różnej grubości. Ponadto otrzymane warstwy poddano badaniom za pomocą SEM oraz analizie rentgenowskiej. Wyniki tych badań są wykorzystywane przy syntezie warstw Al2O3 mało zróżnicowanych w grubości na płytkach wieloostrzowych z węglików spiekanych oraz ze spiekanego Al2O3.

EN

The use of tubular reactors CVD induction heating allows for the use of substrates in a direct manner, when the electrically conductive or indirectly from the corresponding electrically conductive radiator. By using induction heating can be a very fast (a few or tens of seconds) achieve very high substrate temperature. It is also a very rapid cooling of the sample after the synthesis process to ambient temperature, whereby the layer structure is maintained at high temperature obtained. In this study, carried out studies on the impact of the process of bringing the reactants in the form of a planar substrate made of quartz glass plates located in a tubular and square reactor. On these plates synthesized Al2O3 layer of aluminum acetylacetonate (carrier gases were Ar and air) with the participation of different reagent and carrier gas and various carrier gases participate. The synthesis of the layers was carried out in the temperature range 800÷1000°C. Process flow parameters were chosen so that the developed expression Grx/Rex 2 was below 0.1. The use of quartz glass plates allowed very easy visual determination of the thickness distribution of layers with different process parameters on the basis of the color of interference layers of different thicknesses. Furthermore, the resulting layers were investigated by SEM and X-ray analysis. The results of these tests are used in the synthesis of uniform thickness of the Al2O3 layers on cemented carbides and sintered alumina.

Słowa kluczowe

PL

metoda MOCVD; warstwy Al2O3

EN

MOCVD method; Al2O3 layers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 5
• Strony: 405--407
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Sawka A.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, Kraków

autor

Kwatera A.

• AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, Kraków

Bibliografia

• [1] Dobrzański L. A., Pakuła D.: Comparison of the structure and properties of the PVD and CVD coatings deposited on nitride tool ceramics. Journal of Materials Processing Technology 165 (2005) 832÷842.
• [2] Chen Y.-C., Al X., Huang C.-Z.: Preparation of alpha alumina coating on carbide tools. Materials Science and Engineering B77 (2000) 221÷228.
• [3] Kwatera A.: Modelowanie chemicznego procesu osadzania cienkich warstw z fazy gazowej w warunkach kontrolowanych dyfuzją reagentów do podłoża. Ceramika 62, Zeszyty Naukowe AGH, Kraków (1991).
• [4] Kwatera A.: Teoretyczne i praktyczne aspekty matematycznego modelowania procesu syntezy cienkich warstw metodą CVD. Mat. Seminarium Naukowo-Technicznego „Nowoczesne Materiały i Technologie w Inżynierii Powierzchni Warstw Odpornych na Ścieranie i Korozję” organizowanego przez Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Śląskiej, Katowice (1996) 35÷38.
• [5] Sawka A., Kwatera A.: Otrzymywanie warstw tlenku glinu z acetyloacetonianu glinu metodą CVD w powietrzu. Inżynieria Materiałowa 34 (6) (2013) 841÷844.