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多源蒸镀

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-15  浏览次数:824
核心提示:合金或化合物蒸镀时,由于组元的固有蒸发速率不同,得到的膜成分往往与蒸镀材料不同,而且随着蒸镀时间的延长,在厚度方向膜层的成分也将发生变化,得不到成分均匀的膜层。

合金或化合物蒸镀时,由于组元的固有蒸发速率不同,得到的膜成分往往与蒸镀材料不同,而且随着蒸镀时间的延长,在厚度方向膜层的成分也将发生变化,得不到成分均匀的膜层。多源蒸镀就是在制备由两种以上元素构成的合金或化合物膜时,将组成元素分别装入各自的蒸发源中,独立控制各蒸发源的蒸发速率,使到达基片的原子与所需合金或化合物膜的组成相对应,则能制得满足成分要求的薄膜。图9—7为双源蒸镀的示意图。装置的关键是每个蒸发源的蒸发速率都必须进行独立的控制和指示,而且各蒸发源之间要用挡板隔开,避免相互污染,并使蒸发源到基片间的距离足够大,以保证被镀表面各处组分相同。

  
图9-7双源蒸发原理图

第二节溅射镀

溅射镀膜通常是利用气体放电产生的正离子在电场作用下高速轰击作为阴极的靶材,使靶材中的原子(或分子)逸出,沉积到被镀基材的表面,形成所需要的薄膜。

溅射镀膜工艺中靶的选择和预处理、靶的冷却十分重要。至于基片的清洗及在真空中加热除气同真空蒸镀时相仿,且镀膜前有时也需对基片进行反溅射,即在基片上加上相对等离子体为负的偏压以吸引正离子入射;或镀膜前对基片进行离子轰击,除可使表面洁净外,还可使基片表面有微观的凹凸不平以利于膜基之间的结合,而对于塑料基片的反溅射,还可使其表面活化。表征溅射特征的主要参数有溅射阀值、溅射率、溅射粒子的速度和能量等,而溅射过程中影响薄膜性能的主要工艺参数有基片温度、气体压力和靶电压与电流。此外,还有基片上的负偏压、源与基片间距、气体成分和流量、溅射粒子的入射角、靶的温度和磁感应强度及其分布等。相对于真空蒸镀,溅射镀膜具有以下特点:溅射出来的粒子能量为几十电子伏特,比蒸镀粒子能量大,故膜基结合力较好,致密性好;可实现大面积靶材的溅射沉积,而且溅射粒子在飞行过程中会不断发生碰撞,故可在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜;只要能做成靶材的材料均可溅射,且镀膜时靶材无相变,化合物成分稳定,合金不易分馏,故材料适用范围广,既可用于高熔点金属、合金,也可用于化合物材料镀膜。但是,由于溅射时要使用高电压和气体,所以装置比较复杂,且沉积速率较低(磁控溅射除外),基片会受到等离子体辐照作用而产生温升。

溅射镀膜的工艺方法多种多样,而且随着镀膜设备和仪器的改进还会不断衍生出新的工艺方法。以溅射离子的来源分为辉光放电阴极溅射和离子束溅射两大类;按电极结构则分为二极溅射、三极溅射、四极溅射、磁控溅射等;以电源与放电形式则分为直流溅射、中频溅射、射频溅射、偏压溅射等;而以工作气氛则分为惰性气体溅射、反应溅射、吸附溅射等。

目前溅射镀膜主要适用于制备金属或合金薄膜,各种光电膜、磁学膜、传感器功能膜、透明导电膜、太阳能吸收膜,以及工模具上的硬质膜和形形色色的装饰膜。

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