真空蒸发镀膜是在真空室中,加热蒸发容器待形成薄膜的原材料,使其原子或者分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到衬底或者基片表面,凝结形成固态薄膜的方法。真空蒸发镀膜法,设备比较简单、容易操作、制成的薄膜纯度高、质量好、膜厚容易控制,成膜速率快,效果高。在一定温度下,在真空当中,蒸发物质的蒸气与固体或液体平衡过程中所表现出的压力, 称为该物质的饱和蒸气压。此时蒸发物表面液相、气相处于动态平衡,即到达液相表面的分子全部粘接而不离开,并与从液相都气相的分子数相等。物质的饱和蒸气压随温度的上升而增大,在一定温度下,各种物质的饱和蒸气压不相同,且具有恒定的数值。相反,一定的饱和蒸气压必定对应一定的物质的温度。只要镀上一层真空镀膜,就能使材料具有许多新的、良好的物理和化学性能。广东低压气相沉积真空镀膜加工
离子辅助镀膜是在真空热蒸发基础上发展起来的一种辅助镀膜方法。当膜料蒸发时,淀积分子在基板表面不断受到来自离子源的荷能离子的轰击,通过动量转移,使淀积粒子获得较大动能,提高了淀积粒子的迁移率,从而使膜层聚集密度增加,使得薄膜生长发生了根本变化,使薄膜性能得到了改善。常用的离子源有克夫曼离子源、霍尔离子源。霍尔离子源是近年发展起来的一种低能离子源。这种源没有栅极,阴极在阳极上方发出热电子,在磁场作用下提高了电子碰撞工作气体的几率,从而提高了电离效率。正离子因阴极与阳极间的电位差而被引出。离子能量一般很低(50-150eV),但离子流密度较高,发散角大,维护容易。北京低压气相沉积真空镀膜工艺蒸发高熔点的材料可以用薄片来蒸镀,将1mm材料薄片架空于碳坩埚上沿,薄片只能通过坩埚边沿来导热。
真空镀膜:磁控溅射法:溅射镀膜较初出现的是简单的直流二极溅射,它的优点是装置简单,但是直流二极溅射沉积速率低;为了保持自持放电,不能在低气压(<0。1Pa)下进行;不能溅射绝缘材料等缺点限制了其应用。磁控溅射是由二极溅射基础上发展而来,在靶材表面建立与电场正交磁场,解决了二极溅射沉积速率低,等离子体离化率低等问题,成为目前镀膜工业主要方法之一。磁控溅射与其它镀膜技术相比具有如下特点:可制备成靶的材料广,几乎所有金属,合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在适当条件下多元靶材共溅射方式,可沉积配比精确恒定的合金;在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体,可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜;通过精确地控制溅射镀膜过程,容易获得均匀的高精度的膜厚;通过离子溅射靶材料物质由固态直接转变为等离子态,溅射靶的安装不受限制,适合于大容积镀膜室多靶布置设计;溅射镀膜速度快,膜层致密,附着性好等特点,很适合于大批量,高效率工业生产。近年来磁控溅射技术发展很快,具有代表性的方法有射频溅射、反应磁控溅射、非平衡磁控溅射、脉冲磁控溅射、高速溅射等。
磁控溅射是物理沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料,且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点,而上世纪 70 年代发展起来的磁控溅射法更是实现了高速、低温、低损伤。因为是在低气压下进行高速溅射,必须有效地提高气体的离化率。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场,利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率,可以在样品表面蒸镀致密的薄膜。利用PECVD生长的氮化硅薄膜薄膜成分和厚度容易控制。
真空镀膜:技术原理:溅射镀膜基本原理:充氩(Ar)气的真空条件下,使氩气进行辉光放电,这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar),氩离子在电场力的作用下,加速轰击以镀料制作的阴极靶材,靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。溅射镀膜中的入射离子,一般采用辉光放电获得,在l0-2Pa~10Pa范围,所以溅射出来的粒子在飞向基体过程中,易和真空室中的气体分子发生碰撞,使运动方向随机,沉积的膜易于均匀。离子镀基本原理:在真空条件下,采用某种等离子体电离技术,使镀料原子部分电离成离子,同时产生许多高能量的中性原子,在被镀基体上加负偏压。这样在深度负偏压的作用下,离子沉积于基体表面形成薄膜。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。北京低压气相沉积真空镀膜工艺
真空镀膜中等离子体增强化学气相沉积可在较低温度下形成固体膜。广东低压气相沉积真空镀膜加工
真空镀膜:等离子体增强化学气相沉积:在沉积室利用辉光放电使其电离后在衬底上进行化学反应沉积的半导体薄膜材料制备和其他材料薄膜的制备方法。等离子体增强化学气相沉积是:在化学气相沉积中,激发气体,使其产生低温等离子体,增强反应物质的化学活性,从而进行外延的一种方法。该方法可在较低温度下形成固体膜。例如在一个反应室内将基体材料置于阴极上,通入反应气体至较低气压(1~600Pa),基体保持一定温度,以某种方式产生辉光放电,基体表面附近气体电离,反应气体得到活化,同时基体表面产生阴极溅射,从而提高了表面活性。在表面上不仅存在着通常的热化学反应,还存在着复杂的等离子体化学反应。沉积膜就是在这两种化学反应的共同作用下形成的。激发辉光放电的方法主要有:射频激发,直流高压激发,脉冲激发和微波激发。广东低压气相沉积真空镀膜加工
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