沉积温度及热处理对低压化学气相沉积氮化硅涂层的影响（英文）

廖春景^1,2,3，董绍明²，靳喜海²，胡建宝²，张翔宇²，吴惠霞¹

1. 上海师范大学化学与材料科学学院2. 中国科学院上海硅酸盐研究所结构陶瓷与复合材料工程研究中心3. 中国科学院大学

摘 要：以SiCl₄-NH₃-H₂为前驱体,在750～1250℃范围内通过低压化学气相沉积技术于碳纤维布上制备氮化硅涂层,系统研究了沉积温度对氮化硅涂层的生长动力学、形貌、化学组成和结合态的影响。研究结果表明,在沉积温度低于1050℃的情况下,随着沉积温度的升高,沉积速率单调增大。而当沉积温度高于1050℃时,沉积速率随温度升高逐渐下降。在整个沉积温度范围内,随着沉积温度的升高,涂层表面形态逐渐向菜花状转变,同时涂层表面变得愈加粗糙。涂层的最佳沉积温度在750～950℃之间。随着沉积温度的升高,涂层中氮含量先降低后升高,而硅含量不断增加,氧含量在整个温度范围内逐渐降低。原始沉积涂层均呈无定形态,经高于1300℃热处理后实现晶化,并伴随着表面形貌的显著变化。此时涂层仅由a-Si₃N₄构成,不存在任何b-Si₃N₄相。

关键词：氮化硅涂层;生长动力学;沉积温度;化学组成;热处理;