電子束蒸發(fā)是目前真空鍍膜技術中一種成熟且主要的鍍膜方法,它解決了電阻加熱方式中鎢舟材料與蒸鍍源材料直接接觸容易互混的問題。同時在同一蒸發(fā)沉積裝置中可以安置多個坩堝,實現(xiàn)同時或分別蒸發(fā),沉積多種不同的物質。通過電子束蒸發(fā),任何材料都可以被蒸發(fā),不同材料需要采用不同類型的坩堝以獲得所要達到的蒸發(fā)速率。在高真空下,電子燈絲加熱后發(fā)射熱電子,被加速陽極加速,獲得很大的動能轟擊到的蒸發(fā)材料上,把動能轉化成熱使蒸發(fā)材料加熱氣化,而實現(xiàn)蒸發(fā)鍍膜。電子束蒸發(fā)源由發(fā)射電子的熱陰極、電子加速極和作為陽極的鍍膜材料組成。電子束蒸發(fā)源的能量可高度集中,使鍍膜材料局部達到高溫而蒸發(fā)。通過調節(jié)電子束的功率,可以方便的控制鍍膜材料的蒸發(fā)速率,特別是有利于高熔點以及高純金屬和化合物材料。真空鍍膜技術首先用于生產光學鏡片。UV光固化真空鍍膜工藝流程
電子束蒸發(fā)蒸鍍如鎢(W)、鉬(Mo)等高熔點材料,需要在坩堝的結構上做一定的改進,以提高鍍膜的效率。高熔點的材料采用錠或者顆粒狀放在坩堝當中,因為水冷坩堝導熱過快,材料難以達到其蒸發(fā)的溫度。經過實驗的驗證,蒸發(fā)高熔點的材料可以用薄片來蒸鍍,將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,薄片只能通過坩堝邊沿來導熱,散熱速率慢,有利于達到材料蒸發(fā)的熔點。經驗證,采用此種方式鍍膜,薄膜均勻性良好,采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。湛江PVD真空鍍膜真空鍍膜技術一般分為兩大類,即物理的氣相沉積(PVD)技術和化學氣相沉積(CVD)技術。
磁控濺射技術可制備裝飾薄膜、硬質薄膜、耐腐蝕摩擦薄膜、超導薄膜、磁性薄膜、光學薄膜,以及各種具有特殊功能的薄膜,是一種十分有效的薄膜沉積方法,在各個工業(yè)領域應用非常廣?!盀R射”是指具有一定能量的粒子(一般為Ar+離子)轟擊固體(靶材)表面,使得固體(靶材)分子或原子離開固體,從表面射出,沉積到被鍍工件上。磁控濺射是在靶材表面建立與電場正交磁場,電子受電場加速作用的同時受到磁場的束縛作用,運動軌跡成擺線,增加了電子和帶電粒子以及氣體分子相碰撞的幾率,提高了氣體的離化率,提高了沉積速率。
真空鍍膜的方法:分子束外延:分子束外延(MBE)是一中很特殊的真空鍍膜工藝,是在10-8Pa的超高真空條件下,將薄膜的諸組分元素的分子束流,在嚴格的監(jiān)控之下,直接噴射到襯底表面。MBE的突出優(yōu)點在于能生長極薄的單晶膜層,并且能精確地控制膜厚和組分與摻雜適于制作微波,光電和多層結構器件,從而為制作集成光學和超大規(guī)模集成電路提供了有力手段。利用反應分子束外延法制備TiO2薄膜時,不需要考慮中間的化學反應,又不受質量傳輸的影響,并且利用開閉擋板(快門)來實現(xiàn)對生長和中斷的瞬時控制,因此膜的組分和摻雜濃度可隨著源的變化而迅速調整。MBE的襯底溫度Z低,因此有減少自摻雜的優(yōu)點。真空鍍膜機壓鑄技術用于生產鋁、鎂、鋅、銅基合金鑄件,在機械制造行業(yè)應用已有多年的歷史。
電子束蒸發(fā)與熱蒸發(fā)的區(qū)別在于:電子束蒸發(fā)是用一束電子轟擊物體,產生高能量進行蒸發(fā), 熱蒸發(fā)通過加熱完成這一過程。與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)提供了高能量;但將薄膜的厚度控制在 5nm 量級將是困難的。在這種情況下,帶有厚度監(jiān)控器的良好熱蒸發(fā)器將更合適。 與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)具有許多優(yōu)點 1、電子束蒸發(fā)可以將材料加熱到比熱蒸發(fā)更高的溫度。這允許高溫材料和難熔金屬(例如鎢、鉭或石墨)的非常高的沉積速率和蒸發(fā)。 2、電子束蒸發(fā)可以沉積更薄、純度更高的薄膜。坩堝的水冷將電子束加熱嚴格限制在由源材料占據的區(qū)域,從而消除了相鄰組件的任何不必要的污染。 3、電子束蒸發(fā)源有各種尺寸和配置,包括單腔或多腔。真空鍍膜機的優(yōu)點:具有較佳的金屬光澤,光反射率可達97%。UV光固化真空鍍膜工藝流程
真空鍍膜中離子鍍的鍍層有高硬度、高耐磨性。UV光固化真空鍍膜工藝流程
PECVD(等離子體增強化學氣相沉積法)工藝中由于等離子體中高速運動的電子撞擊到中性的反應氣體分子,就會使中性反應氣體分子變成碎片或處于激發(fā)的狀態(tài)容易發(fā)生反應,以在襯底在300-350℃就可以得到良好的氧化硅或者氮化硅薄膜,可以在器件當中作為鈍化絕緣層,來提高器件的可靠性。氧化硅薄膜主要用到的氣體為硅烷和笑氣,氮化硅薄膜主要用到的氣體為氨氣和硅烷。采用PECVD鍍膜對器件有一定的要求,因為工藝溫度比較高,所以器件需要耐高溫,高溫烘烤下不能變形。UV光固化真空鍍膜工藝流程