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常用的薄膜制備方式主要有兩種,其中一種是物理法氣相沉積(PVD),PVD的方法有磁控濺射鍍膜、電子束蒸發(fā)鍍膜、熱阻蒸發(fā)等。另一種是化學(xué)法氣相沉積(CVD),主要有常壓CVD、LPCVD(低壓沉積法)、PECVD(等離子體增強(qiáng)沉積法)等方法。真空鍍膜的工藝流程:真空鍍膜的工藝流程一般依次為:前處理及化學(xué)清洗(材料進(jìn)行有機(jī)清洗和無機(jī)清洗)→襯底真空中烘烤加熱→等離子體清洗→金屬離子轟擊→鍍金屬過渡層→鍍膜(通入反應(yīng)氣體)。真空鍍膜鍍的薄膜涂層均勻。溫州來料真空鍍膜
原子層沉積技術(shù)憑借其獨(dú)特的表面化學(xué)生長(zhǎng)原理、亞納米膜厚的精確控制性以及適合復(fù)雜三維高深寬比表面沉積,自截止生長(zhǎng)等特點(diǎn),特別適合薄層薄膜材料的制備。例如:S.F. Bent等人利用十八烷基磷酸鹽(ODPA)對(duì)Cu的選擇性吸附,在預(yù)先吸附有ODPA分子的襯底表面進(jìn)行ALD沉積Al2O3,有效避免了Al2O3在Cu表面沉積,從而得到被高k絕緣材料Al2O3所間隔的空間選擇性暴露表面Cu的薄膜材料。此外,電鏡照片表明該沉積方法的區(qū)域選擇性得到了有效保證。溫州來料真空鍍膜評(píng)價(jià)氧化硅薄膜的質(zhì)量:腐蝕速率越慢,薄膜質(zhì)量越致密,反之,腐蝕速率越快,薄膜質(zhì)量越差。
真空鍍膜:PVD技術(shù)工藝步驟:清洗工件:接通直流電源,氬氣進(jìn)行輝光放電為氬離子,氬離子轟擊工件表面,工件表層粒子和臟物被轟濺拋出;鍍料的氣化:即通入交流電后,使鍍料蒸發(fā)氣化。鍍料離子的遷移:由氣化源供出原子、分子或離子經(jīng)過碰撞以及高壓電場(chǎng)后,高速?zèng)_向工件;鍍料原子、分子或離子在基體上沉積:工件表面上的蒸發(fā)料離子超過濺失離子的數(shù)量時(shí),則逐漸堆積形成一層牢固粘附于工件表面的鍍層。離子鍍時(shí),蒸發(fā)料粒子電離后具有三千到五千電子伏特的動(dòng)能,高速轟擊工件時(shí),不但沉積速度快,而且能夠穿透工件表面,形成一種注入基體很深的擴(kuò)散層,離子鍍的界面擴(kuò)散深度可達(dá)四至五微米,也就是說比普通真空鍍膜的擴(kuò)散深度要深幾十倍,甚至上百倍,因而彼此粘附得特別牢。
真空鍍膜的方法:濺射鍍膜:濺射鍍膜是指在真空室中,利用荷能粒子轟擊靶表面,使靶材的原子或分子從表面發(fā)射出來,進(jìn)而在基片上沉積的技術(shù)。在濺射鍍鈦的實(shí)驗(yàn)中,電子、離子或中性粒子均可作為轟擊靶的荷能粒子,而由于離子在電場(chǎng)下易于加速并獲得較大動(dòng)能,所以一般是用Ar+作為轟擊粒子。與傳統(tǒng)的蒸發(fā)鍍膜相比,濺射鍍膜可以在低溫、低損傷的條件下實(shí)現(xiàn)高速沉積、附著力較強(qiáng)、制取高熔點(diǎn)物質(zhì)的薄膜,在大面積連續(xù)基板上可以制取均勻的膜層。濺射鍍膜被稱為可以在任何基板上沉積任何材料的薄膜技術(shù),因此應(yīng)用十分普遍。真空鍍膜機(jī)電阻式蒸發(fā)鍍分為預(yù)熱段、預(yù)溶段、線性蒸發(fā)段三個(gè)步驟。
電子束蒸發(fā)可以蒸發(fā)高熔點(diǎn)材料,比一般電阻加熱蒸發(fā)熱效率高、 束流密度大、蒸發(fā)速度快,制成的薄膜純度高、質(zhì)量好,通過晶振控制,厚度可以較準(zhǔn)確地控制,可以廣泛應(yīng)用于制備高純薄膜和各種光學(xué)材料薄膜。電子束蒸發(fā)的金屬粒子只能考自身能量附著在襯底表面,臺(tái)階覆蓋性比較差,如果需要追求臺(tái)階覆蓋性和薄膜粘附力,建議使用磁控濺射。在蒸發(fā)溫度以上進(jìn)行蒸發(fā)試,蒸發(fā)源溫度的微小變化即可引起蒸發(fā)速率發(fā)生很大變化。因此,在鍍膜過程中,想要控制蒸發(fā)速率,必須精確控制蒸發(fā)源的溫度,加熱時(shí)應(yīng)盡量避免產(chǎn)生過大的溫度梯度。蒸發(fā)速率正比于材料的飽和蒸氣壓,溫度變化10%左右,飽和蒸氣壓就要變化一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。在真空中把金屬、合金或化合物進(jìn)行蒸發(fā)或?yàn)R射,使其在被涂覆的物體上凝固并沉積的方法,稱為真空鍍膜。溫州來料真空鍍膜
真空鍍膜中離子鍍的鍍層無小孔。溫州來料真空鍍膜
真空蒸發(fā)鍍膜是在真空室中,加熱蒸發(fā)容器待形成薄膜的原材料,使其原子或者分子從表面氣化逸出,形成蒸汽流,入射到襯底或者基片表面,凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方法。真空蒸發(fā)鍍膜法,設(shè)備比較簡(jiǎn)單、容易操作、制成的薄膜純度高、質(zhì)量好、膜厚容易控制,成膜速率快,效果高。在一定溫度下,在真空當(dāng)中,蒸發(fā)物質(zhì)的蒸氣與固體或液體平衡過程中所表現(xiàn)出的壓力, 稱為該物質(zhì)的飽和蒸氣壓。此時(shí)蒸發(fā)物表面液相、氣相處于動(dòng)態(tài)平衡,即到達(dá)液相表面的分子全部粘接而不離開,并與從液相都?xì)庀嗟姆肿訑?shù)相等。物質(zhì)的飽和蒸氣壓隨溫度的上升而增大,在一定溫度下,各種物質(zhì)的飽和蒸氣壓不相同,且具有恒定的數(shù)值。相反,一定的飽和蒸氣壓必定對(duì)應(yīng)一定的物質(zhì)的溫度。溫州來料真空鍍膜
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