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CN118326379A - 一种提升scr产品电压的气相沉积方法 - Google Patents

一种提升scr产品电压的气相沉积方法 Download PDF

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CN118326379A CN202410449945.5A CN202410449945A CN118326379A CN 118326379 A CN118326379 A CN 118326379A CN 202410449945 A CN202410449945 A CN 202410449945A CN 118326379 A CN118326379 A CN 118326379A
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Abstract

本发明公开了一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，涉及SCR产品加工技术领域，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。本发明通过增强等离子体的激发程度，射频功率是激发等离子体的主要能量来源，增加射频功率可以提高等离子体的密度和温度，提高电压增强等离子体的激发程度，提高了化学反应的效率和薄膜沉积的速率，在不显著升高基体电极温度的情况下实现有效的化学反应，在反应腔室内产生更均匀的电场分布从而提高等离子体的均匀性，实现薄膜的均匀、快速和高质量沉积，提高了SCR产品的电压性能。

Description

一种提升SCR产品电压的气相沉积方法
技术领域
本发明涉及SCR产品加工技术领域，具体为一种提升SCR产品电压的气相沉积方法。
背景技术
可控硅整流器有单向、双向、可关断和光控几种类型，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合，可控硅整流器的阳极和阴极是其核心部分，负责电流的输入和输出，在这些表面上沉积薄膜或涂层可以改善电流分布，提高导电性能并增强材料的耐腐蚀性。
现有技术中气相沉积方法存在的缺陷是：
1、专利文件JP2004289035A公开了化学气相沉积方法及化学气相沉积装置，该气相沉积方法不能对射频功率进行调节，原料气体的等离子化学反应效率低，薄膜沉积质量不佳。
2、专利文件CN107012448B公开了一种射频等离子体增强化学气相沉积方法及装置，该气相沉积方法采用直流电源对等离子体进行控制，气体反应效果不佳降低了薄膜的沉积速率。
3、专利文件CN101333653B公开了一种可避免产生包状缺陷的等离子化学气相沉积方法，该气相沉积方法不能对反应气体流量和压力进行控制调节，等离子体的激发程度不彻底，无法保证等离子体的稳定性。
4、专利文件CN103255388B公开了一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法，该气相沉积方法不能对反应气体脉冲时长进行控制，脉冲时长未趋于稳定易造成磷酸硅玻璃表面过度饱和导致薄膜沉积效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
优选的，所述载体预处理步骤如下：(1)载体准备；(2)研磨和抛光；(3)清洗；(4)干燥；(5)光滑度检测。
优选的，所述导电层气相沉积步骤如下：(1)镀膜设备引气；(2)脉冲电源供电；(3)气体电离镀膜；(4)副产物清理。
优选的，所述沉积后处理步骤如下：(1)沉积热处理；(2)后处理；(3)质量检测。
优选的，所述步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为2min～5min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在110℃～120℃，干燥时间为5min～7min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
优选的，所述催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
优选的，所述步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在50Pa～2000Pa，通入时长为20s～50s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频50MHz～400MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在300℃～600℃，电离时长为10s～25s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
优选的，所述步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在300℃～1000℃，热处理保温2min～8min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过增强等离子体的激发程度，射频功率是激发等离子体的主要能量来源，增加射频功率可以提高等离子体的密度和温度，提高电压增强等离子体的激发程度，提高了化学反应的效率和薄膜沉积的速率，在不显著升高基体电极温度的情况下实现有效的化学反应，在反应腔室内产生更均匀的电场分布从而提高等离子体的均匀性，实现薄膜的均匀、快速和高质量沉积，提高了SCR产品的电压性能。
2、本发明通过脉冲电源替代直流电源，脉冲电源可以在短时间内提供高功率从而在反应气体中产生高密度的等离子体，高密度的等离子体可以更有效地与基体电极表面发生反应，有助于在阴极片上实现更均匀的薄膜沉积，提高沉积速率和薄膜质量，脉冲电源可以在短时间内完成沉积过程，减少能源浪费的同时还可以减少副产物的生成，有利于环境保护，脉冲电源可以提高等离子体的稳定性和均匀性，从而提高电压和沉积效果。
3、本发明通过调整反应气体流量和压力，可以控制等离子体的密度和稳定性，从而提高电压和沉积速率，气体流量和压力对等离子体的激发和薄膜沉积过程有重要影响，选择具有高电离能的四氟甲烷气体可以提高等离子体的激发程度，生成四氟化碳气体可以提供高密度的氟离子，有助于增强等离子体激发和薄膜沉积过程，进一步提高了SCR产品的电压性能。
4、本发明通过调整反应气体脉冲时长和基体电极工作温度，增加前驱体脉冲时间可以提高前驱体在阴极片表面的吸附量，防止脉冲时间过长导致前驱体在阴极片表面过度饱和，等离子活性大促进化学反应可以降低反应温度，使整个工艺在低温条件下进行，提高基体电极温度可以促进前驱体反应气体在阴极片表面的化学反应，从而增加反应的机会和沉积速率，提高产品的电压性能，等离子体增强化学气相沉积方法与载体预处理、沉积后处理工艺步骤结合使用，以达到最佳的SCR产品电压性能提升效果。
附图说明
图1为本发明的气相沉积工作流程图；
图2为本发明的气相沉积因素对薄膜导电性能影响示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1，本发明提供的一种实施例：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
载体预处理步骤如下：步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为2min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在110℃，干燥时间为5min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
导电层气相沉积步骤如下：步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在500Pa，通入时长为30s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频50MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在30℃，电离时长为10s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
沉积后处理步骤如下：步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在300℃，热处理保温2min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
实施例2，本发明提供的一种实施例：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
载体预处理步骤如下：步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为2min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在110℃，干燥时间为5min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
导电层气相沉积步骤如下：步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在500Pa，通入时长为30s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频200MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在300℃，电离时长为10s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
沉积后处理步骤如下：步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在300℃，热处理保温2min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
由图2可知，在气体通入气压、气体通入时长、基体电极工作温度和时长一致的情况下，脉冲电源频率越大，制得沉积薄膜导电率越高。
实施例3，本发明提供的一种实施例：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
载体预处理步骤如下：步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为5min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在120℃，干燥时间为7min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
导电层气相沉积步骤如下：步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在50Pa，通入时长为40s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频100MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在600℃，电离时长为25s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
沉积后处理步骤如下：步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在500℃，热处理保温8min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
实施例4，本发明提供的一种实施例：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
载体预处理步骤如下：步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为5min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在120℃，干燥时间为7min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
导电层气相沉积步骤如下：步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在1000Pa，通入时长为40s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频100MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在600℃，电离时长为25s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
沉积后处理步骤如下：步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在500℃，热处理保温8min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
由图2可知，在脉冲电源频率、气体通入时长、基体电极工作温度和时长一致的情况下，气体通入气压越大，制得沉积薄膜导电率越高。
实施例5，本发明提供的一种实施例：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
载体预处理步骤如下：步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为5min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在120℃，干燥时间为7min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
导电层气相沉积步骤如下：步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在1000Pa，通入时长为30s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频300MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在300℃，电离时长为10s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
沉积后处理步骤如下：步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在300℃，热处理保温2min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
实施例6，本发明提供的一种实施例：一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
载体预处理步骤如下：步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为5min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在120℃，干燥时间为7min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
导电层气相沉积步骤如下：步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在1000Pa，通入时长为30s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频300MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在450℃，电离时长为10s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
沉积后处理步骤如下：步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在300℃，热处理保温2min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
由图2可知，在气体通入气压、气体通入时长、脉冲电源频率和基体电极工作时长一致的情况下，基体电极工作温度越高，制得沉积薄膜导电率越高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：包括如下步骤；S1、载体预处理；S2、催化剂前驱气体制备；S3、导电层气相沉积；S4、沉积后处理。
2.根据权利要求1所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述载体预处理步骤如下：(1)载体准备；(2)研磨和抛光；(3)清洗；(4)干燥；(5)光滑度检测。
3.根据权利要求1所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述导电层气相沉积步骤如下：(1)镀膜设备引气；(2)脉冲电源供电；(3)气体电离镀膜；(4)副产物清理。
4.根据权利要求1所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述沉积后处理步骤如下：(1)沉积热处理；(2)后处理；(3)质量检测。
5.根据权利要求2所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述步骤(1)载体准备：选择可控硅整流器阴极片以准备后续的加工；步骤(2)研磨和抛光：对阴极片进行研磨和抛光，以去除阴极片边缘的毛刺和不平整，同时保证表面的光滑度；步骤(3)清洗：将研磨和抛光好的可控硅整流器阴极片放入超声清洗机进行清洗，以去除表面的污垢和杂质，清洗时间为2min～5min；步骤(4)干燥：用烘箱或烘干机进行干燥，干燥温度控制在110℃～120℃，干燥时间为5min～7min；步骤(5)光滑度检测：使用表面平滑度测试仪对干燥后的阴极片进行检测，检查表面光滑度。
6.根据权利要求1所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述催化剂前驱气体制备步骤如下：将四氟化碳气体与氧气或氢气混合，通过氧化还原反应产生四氟甲烷气体，将制备的四氟甲烷气体存储至密封储存罐内。
7.根据权利要求3所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述步骤(1)镀膜设备引气：将预处理后的阴极片置于气相沉积设备反应腔室内的基体电极上，镀膜设备密封后将四氟甲烷前驱气体通入反应腔室内，通入反应气体气压控制在50Pa～2000Pa，通入时长为20s～50s，气体充分扩散在基体电极表面；步骤(2)脉冲电源供电：脉冲电源采用高频50MHz～400MHz的交流电，通过匹配网络将电能传输到反应腔室内的基体电极上，用于提供射频或微波能量以激发和维持等离子体；步骤(3)气体电离镀膜：等离子体中的高能电子与含氟前驱体分子发生碰撞，导致基体电极表面附近分子激发和电离，产生氟自由基和其他活性物种，形成的四氟化碳气体随后参与化学反应，促进化学反应的发生，基体电极沉积温度保持在300℃～600℃，电离时长为10s～25s，从而在较低的温度下形成高质量的固体薄膜；步骤(4)副产物清理：气体反应生成需要的薄膜附着在阴极片表面，其他副产物会脱离阴极片表面，扩散在气体腔内，真空泵将生成的四氟化碳气体和其他气体从反应室中引出，抽真空时长为40s。
8.根据权利要求4所述的一种提升SCR产品电压的气相沉积方法，其特征在于：所述步骤(1)沉积热处理：沉积完成后，将涂覆有导电涂层的基材缓慢加热至所需的热处理温度，以促进涂层中金属的结晶和催化活性的提高，热处理温度控制在300℃～1000℃，热处理保温2min～8min，使涂层中的原子或分子有充分的时间进行重排、扩散或化学反应；步骤(2)后处理：热处理保温结束后将基材缓慢冷却至室温，对导电涂层进行钝化处理以提高其稳定性和催化性能，步骤(3)质量检测：后处理完成后对导电涂层进行电导率测试、表面形貌观察、结构分析和环境稳定性测试，以确保其满足预期的导电性能和稳定性要求。
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Denomination of invention: A vapor deposition method for increasing the voltage of SCR products

Granted publication date: 20241119

Pledgee: Nantong Hexin technology microfinance Co.,Ltd.

Pledgor: Jiangsu Shengchi Microelectronics Co.,Ltd.

Registration number: Y2025980051273