薄膜的制备
第二章 薄膜制备的物理方法

反应方程举例如下:
Al(激活蒸汽) O2 (活性气体) Al2O3(固相沉积)
Sn(激活蒸汽) O2(活性气体) SnO2 (固相沉积) 在反应蒸发中,蒸发原子或低价化合物分子与活
为了避免污染薄膜材料,蒸发源中所用的支撑材 料在工作温度下必须具有可忽略的蒸汽压,以避 免支撑材料原子混入蒸发气体中。
通常所用的支撑材料为难熔的金属和氧化物。
同时,选择某一特殊支撑材料时,一定要考虑蒸 发物与支撑材料之间可能发生的合金化和化学反 应、相互润湿程度等问题。
支撑材料的形状则主要取决于蒸发物。
源,则膜厚分布为:
d
1
d0 1 l / h2 2
沉积速率和膜厚分布
沉积速率和膜厚分布
实际蒸发过程中,蒸发粒子都要受到真空室中残 余气体分子的碰撞,碰撞次数取决于分子的平均 自由程。设有N0个蒸发分子,飞行距离l后,未受 到残余气体分子碰撞的数目N为:
N N0 exp(l / )
同时,脉冲激光沉积可以实现高能等离子体沉积 以及能在气氛中实现反应沉积。
PLA的局限性:
(1)小颗粒的形成。在PLA膜中通常有0.110um的小颗粒,解决的办法是利用更短波 长的紫外线、靶转动和激光束扫描以保持 靶面平滑,更有效的办法是转动快门将速 度慢的颗粒挡住。
(2)膜厚不够均匀。熔蒸“羽辉”(发光部 分类似羽毛)具有很强的定向性,只能在 很窄的范围内形成均匀厚度的膜。
第二章 薄膜制备的物理方法
物理气相沉积
薄膜沉积的物理方法主要是物理气相沉积法,物 理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称 PVD)是应用广泛的一系列薄膜制备方法的总称, 包括真空蒸发法,溅射法,分子束外延法等。
薄膜的制备方法有哪些

薄膜的制备方法有哪些薄膜是一种非常常见的材料形式,它在许多领域都有着广泛的应用,比如电子产品、光学器件、包装材料等。
薄膜的制备方法多种多样,包括物理方法、化学方法和生物方法等。
接下来,我们将介绍一些常见的薄膜制备方法。
首先,物理方法是制备薄膜的一种重要途径。
其中,蒸发法是一种常用的物理方法。
通过加热固体材料,使其升华成气体,然后在基底表面凝结成薄膜。
这种方法制备的薄膜质量较高,适用于制备金属薄膜和部分无机物薄膜。
其次,溅射法也是一种常见的物理方法。
在溅射法中,通过向靶材表面轰击离子或中性粒子,使靶材表面的原子或分子脱落,并在基底表面沉积成薄膜。
这种方法制备的薄膜具有较好的结晶性和附着力,适用于制备金属薄膜、氧化物薄膜等。
除了物理方法,化学方法也是制备薄膜的重要手段。
溶液法是一种常用的化学方法。
在溶液法中,将溶解了所需材料的溶液涂覆在基底表面,然后通过溶剂挥发或化学反应使溶液中的物质沉积成薄膜。
这种方法制备的薄膜适用范围广,可以制备有机薄膜、无机薄膜等。
此外,化学气相沉积(CVD)也是一种常用的化学方法。
在CVD 中,将气态前体物质输送到基底表面,经过化学反应生成薄膜。
这种方法制备的薄膜质量较高,适用于制备氧化物薄膜、氮化物薄膜等。
最后,生物方法也在制备薄膜中发挥着重要作用。
生物合成法是一种常见的生物方法。
在生物合成法中,利用生物体内的生物大分子,如蛋白质、多糖等,通过生物合成过程制备薄膜。
这种方法制备的薄膜具有生物相容性和可降解性,适用于医用材料等领域。
综上所述,薄膜的制备方法多种多样,包括物理方法、化学方法和生物方法等。
不同的制备方法适用于不同类型的薄膜材料,选择合适的制备方法对于薄膜的性能和应用具有重要意义。
希望本文能够帮助您更好地了解薄膜制备方法,为您的研究和应用提供参考。
第3章 薄膜的化学制备方法

概 念:薄膜制备过程中,凡是需要在一定化学反应发生的前提下完成薄膜制备的
技术方法,统称为薄膜沉积的化学方法。
条 件:化学反应需要能量输入和诱发 优、缺点:设备简单、成本较低、甚至无需真空环电热境化激即学活可作作进用用行::;电CV镀D、、阳热极生氧长化处理
化学制备、工艺控制复杂、有可能涉及高温环境。
热壁 冷壁
CVD :整炉高温、等温环境 CVD :局部加热(仅基片和基片架)
按反应激活方式不同,可分为 光热致激活活化(普CV通DC(V紫D )外光、激光、可见光)
等离子体激活(PECVD)
电化学镀膜方法
概念:电流通过在电解液中的流动而产生化学反应,在阳极或阴极上沉积薄膜的方法。
具体地,即利用电解反应,在
气相反应方法
化学气相沉积(CVD ) 热生长
分
类:
液相反应方法
电化以CVD为主
溶液化学反应
化学镀 溶胶凝胶法
L - B 技术
化学气相沉积(CVD)
在热CVD法中,把含有要生成膜材料的挥发性化合物(称为源)汽化,尽可能均 匀地送到加热至高温的基片上,在基片上进行分解、还原、氧化、置换等化学反 应,并在基片上生成薄膜。作为挥发性化合物使用的有卤化物、有机化合物、碳 氢化合物、碳酰等。
输运 反应
一、概述:
按工作压力不同,可分为
常压 低压
CVD :无需真空、靠载气输运、污染较大 CVD :易于气化反应物、无载气、污染小
低温 CVD(200 ~ 500℃)
按沉积温度不同,可分为
3)分类:
中温 高温
CVD(500 ~ 1000℃) CVD(1000 ~ 1300℃)
按加热方式不同,可分为
薄膜的制备及其特性测试

图1 双靶反应磁控溅射原理图 如图,双靶法同时安装两块靶材互为阴阳极进行轮回溅射镀膜 如图,
1.4、射频反应磁控溅射 1.4、
在一定气压下,在阴阳极之间施加交流电压,当其频率 增高到射频频率时即可产生稳定的射频辉光放电。射频辉光 放电在辉光放电空间中电子震荡足以产生电离碰撞的能量, 所以减小了放电对二次电子的依赖,并且能有效降低击穿电 压。射频电压可以穿过任何种类的阻抗,所以电极就不再要 求是导电体,可以溅射任何材料,因此射频辉光放电广泛用 于介质的溅射。频率在5~30MHz都称为射频频率。
透光率是透明薄膜的一项非常重要的光学性能指标, 透光率是透明薄膜的一项非常重要的光学性能指标,透光 率是指以透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示, 率是指以透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示,在 测试中采用相对测量原理,将通过透明薄膜的光通量记为T2 T2, 测试中采用相对测量原理,将通过透明薄膜的光通量记为T2,在没 有放入透明薄膜的光通量记为T1 那么薄膜的透光率为: T1, 有放入透明薄膜的光通量记为T1,那么薄膜的透光率为: Tt =T2/T1⊆ 其中,T1,T2均为测量相对值 均为测量相对值) =T2/T1⊆100% (其中,T1,T2均为测量相对值) 一般用来测量透过率的仪器有透过率雾度测试仪和分光光 度计法, 度计法,其原理图分别如下
1.5、化学气相沉积(CVD)法 (CVD) 1.5、化学气相沉积(CVD)法
化学气相沉积是一种化学气相生长法,简称CVD(Chemical V apor Deposition)技术。这种技术是把含有构成薄膜元素的一种 或几种化合物质气体供给基片,利用加热等离子体、紫外光乃至 激光等能源,借助气体在基片表面的化学反应(热分解或化学合 成)生成要求的薄膜。例如下图是利用化学气相沉淀法制备ITO的 原理结构图
薄膜制备方法

薄膜制备方法薄膜制备方法是一种将材料制备成薄膜状的工艺过程。
薄膜是指厚度在纳米至微米级别的材料,具有特殊的物理、化学和电学性质,在许多领域具有重要的应用价值。
薄膜制备方法有多种,包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、物理溅射法、溶液法等。
一、物理气相沉积法物理气相沉积法是一种利用高温或高能粒子束使材料原子或分子在基底表面沉积形成薄膜的方法。
常见的物理气相沉积方法有热蒸发法、电子束蒸发法和磁控溅射法等。
其中,热蒸发法是通过加热材料使其蒸发,并在基底上沉积形成薄膜;电子束蒸发法则是利用电子束的热能使材料蒸发并沉积在基底上;磁控溅射法是通过在真空室中加入惰性气体,并利用高能电子束轰击靶材使其溅射出原子或离子,从而沉积在基底上形成薄膜。
二、化学气相沉积法化学气相沉积法是一种利用气相反应在基底表面沉积材料的方法。
常见的化学气相沉积方法有化学气相沉积法、低压化学气相沉积法和气相扩散法等。
其中,化学气相沉积法是通过将反应气体在基底表面分解或氧化生成薄膜的方法;低压化学气相沉积法则是在较低的气压下进行反应,以控制薄膜的成分和结构;气相扩散法是通过将反应气体在基底表面进行扩散反应,使材料沉积在基底上。
三、物理溅射法物理溅射法是一种利用高能粒子轰击靶材使其原子或分子从靶表面溅射出来,并沉积在基底上形成薄膜的方法。
物理溅射法包括直流溅射法、射频溅射法和磁控溅射法等。
其中,直流溅射法是利用直流电源加电使靶材离子化并溅射出来;射频溅射法则是利用射频电源产生高频电场使靶材离子化并溅射出来;磁控溅射法则是在溅射区域加入磁场,利用磁控电子束使靶材离子化并溅射出来。
四、溶液法溶液法是一种利用溶液中的材料分子或离子在基底表面沉积形成薄膜的方法。
常见的溶液法包括浸渍法、旋涂法和喷雾法等。
其中,浸渍法是将基底放置在溶液中,使其吸附溶剂中的材料分子或离子,然后通过蒸发或热处理使其形成薄膜;旋涂法是将溶液倒在旋转的基底上,通过离心作用使溶液均匀涂布在基底上,然后通过蒸发或热处理使其形成薄膜;喷雾法则是将溶液喷雾到基底上,通过蒸发或热处理使其形成薄膜。
薄膜材料的制备和应用研究进展

薄膜材料的制备和应用研究进展薄膜材料是一种在日常生活中用途广泛的材料。
它的应用范围涉及光学、电子、生物医学,甚至涂层等很多领域。
制备和应用研究方面也有很多成果,本文将从几个方面介绍薄膜材料的制备方法以及应用研究进展。
一、制备方法1、物理气相沉积法物理气相沉积法是指利用热能或者电子束激励的方式使材料蒸发并沉积在基底上形成薄膜。
这种方法可以制备高质量、高结晶度的薄膜材料。
其中分子束蒸发技术和反蒸发方法属于物理气相沉积法的一种,依靠非常高的真空和完整的分子束,可以制备出高质量的薄膜材料,但是设备成本也非常高。
2、化学气相沉积法化学气相沉积法是指在较低的气压环境下,将材料前驱体分子通过热解、裂解或者还原等化学反应,制备出薄膜材料。
这种方法成本较低,操作简单,可以制备大面积、高质量的薄膜,因此尤其适合大规模生产。
3、物理涂敷法物理涂敷法是指利用物理过程,将材料沉积在基底上形成薄膜。
常见的物理涂敷法有磁控溅射、电子束蒸发、激光蒸发等。
这种方法可以制备出膜层均匀、结构紧密的薄膜,但是缺点是沉积速度较慢,不能用于大面积生产。
4、化学涂敷法化学涂敷法是指利用化学反应将材料前驱体分子沉积在基底上形成薄膜。
常见的化学涂敷法有溶胶凝胶法、自组装法等。
这种方法可以制备出薄膜材料的更多形式,如多孔薄膜、纳米结构薄膜等。
但是化学反应的复杂度和化学材料的不稳定性也增加了制备过程的难度。
二、应用研究进展1、光电材料在光电领域,薄膜材料的应用非常广泛。
其中,一些透明导电薄膜材料如氧化铟锡、氧化镓锌、氧化铟和氧化钙、锡等材料已成为制作 OLED 光电器件的重要材料。
此外,半导体材料如氧化物和硫化物薄膜也被广泛应用于光电器件中,如可见光光伏器件、光传感器等。
因此,随着该领域的发展,薄膜材料在光电设备中的应用前景不断向好。
2、生物医学薄膜材料在生物医学领域的应用也越来越广泛。
其中,一种叫做生物基薄膜的材料能够在各种生物医学应用中发挥重要作用。
第三章薄膜制备技术ppt课件

分子束外延是在超高真空条件下精确控制源材料的中性分子束强度,并使其在加热的基片上进行外延生长的一种技术。从本质上讲,分子束外延也属于真空蒸发方法,但 与传统真空蒸发不同的是,分子束外延系统具有超高真空,并配有原位监测和分析系统,能够获得高质量的单晶薄膜。
2、溅射法 荷能粒子轰击固体材料靶,使固体原子从表面射出,这些原子具有一定的动能和方向性。在原子射出的方向上放上基片,就可在基片上形成一层薄膜,这种制备薄膜的方法叫做溅射法。 溅射法属于物理气相沉积(PVD),射出的粒子大多处于原子状态,轰击靶材料的荷能粒子一般是电子、离子和中性粒子。
3.1.2 化学气相沉积 (chemical vapor deposition )
化学气相沉积:一定化学配比的反应气体,在特定激活条件下(一般是利用加热、等离子体和紫外线等各种能源激活气态物质),通过气相化学反应生成新的膜层材料沉积到基片上制取膜层的一种方法。 Chemical vapor deposition (CVD) is a chemical process often used in the semiconductor industry for the deposition of thin films of various materials.
薄膜制备工艺技术

薄膜制备工艺技术薄膜制备工艺技术是指通过化学合成、物理沉积、溶液制备等方法制备出具有一定厚度和特殊性能的薄膜材料的技术。
薄膜广泛应用于光电子、微电子、光学、传感器、显示器、纳米技术等领域。
本文将详细介绍几种常见的薄膜制备工艺技术。
第一种是物理沉积法。
物理沉积法主要包括物理气相沉积法(PVD)和物理溶剂沉积法(PSD)两种。
其中,物理气相沉积法是将固态材料加热至其熔点或升华点,然后凝华在基底表面上形成薄膜。
而物理溶剂沉积法则是通过在沉积过程中溶剂的挥发使溶剂中溶解的材料沉积在基底表面上。
物理沉积法具有较高的沉积速度和较低的工艺温度,适用于大面积均匀薄膜的制备。
第二种是化学沉积法。
化学沉积法通过在基底表面上进行化学反应,使反应物沉积形成薄膜。
常见的化学沉积法有气相沉积法(CVD)、溶液法和凝胶法等。
气相沉积法是将气体反应物输送至反应室内,通过热、冷或化学反应将气体反应物沉积在基底表面上。
而溶液法是将溶解有所需沉积材料的溶液涂覆在基底表面上,通过溶剂挥发或加热使溶液中的沉积材料沉积在基底上。
凝胶法则是通过凝胶溶胶中的凝胶控制沉积材料的沉积,形成薄膜。
化学沉积法成本低、制备工艺简单且适用于大面积均匀薄膜的制备。
第三种是离子束沉积法(IBAD)、激光沉积法和磁控溅射法。
离子束沉积法是通过加速并聚焦离子束使其撞击到基底表面形成薄膜。
激光沉积法则是将激光束照射在基底表面上,通过激光能量转化和化学反应形成薄膜。
磁控溅射法是将材料附着在靶上,通过离子轰击靶表面并溅射出材料颗粒,最终沉积在基底表面上。
这些方法制备的薄膜具有优异的结构和性能,适用于制备复杂结构和功能薄膜。
综上所述,薄膜制备工艺技术包括物理沉积法、化学沉积法、离子束沉积法、激光沉积法和磁控溅射法等多种方法。
不同的方法适用于不同的材料和薄膜要求,可以根据具体需求选择合适的工艺技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
凝聚态结构与性质重点实验室
激光分子束外延
激光分子束外延:脉冲激光源 是与超高真空系统隔离的,脉 冲激光束通过一个光学窗口进 人真空系统人射到可旋转的靶 材表面,使靶材局部气化产生 激光焰,被剥蚀的粒子获得很 高的动能,到达可加热的衬底表 面形成薄膜。在L-MBE系统中, 衬底温度、激光能量、激光斑 的形状与尺寸、激光焰与衬底 的距离、靶的密度和表面质量、 靶的旋转速度等都可以调节, 从而可获得最佳的工艺参数。
凝聚态结构与性质重点实验室
分子束外延装置图
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
二、 溅射镀膜(Sputtering)
溅射是指用高速正离子轰击膜料(靶)表面,通过动量传递,使
其分子或原子获得足够的动能而从靶表面逸出(溅射),在被镀件 表面凝聚成膜。 所谓“溅射”是指荷能粒子轰击固体(称为靶)表面,使固体原 子(或分子)从表面射出的现象。这些被溅射出来的原子将带有一 定的动能,并且具有 方向性。应用这一现象将溅射出来物质沉积到基片或工件表面形成 薄膜的方法称为溅射(镀膜)法。 溅射法属于物理气相沉积的一种,射出的粒子大多呈原子状态, 常称为溅射原子。 ™ 用于轰击靶的荷能粒子可以是电子、离子或中性粒子,因为离子 在电场下易于加速并获得所需动能,因此大多采用离子作为轰击粒 子,该离子又被称为入射离子。 ™ 溅射法现在已经广泛地应用于各种薄膜的制备之中。如用于制备 金属、合金、半导体、氧化物、绝缘介质薄膜,以及化合物半导体、 碳化物及氮化物薄膜,乃至高温超导薄膜等。
,又可以用多个纯元素靶。
• 第三,应用范围广,由于激光焰的方向性很强 , 因而对系统的污染很少,所以可以在 同一台设备上制备多种材料的薄膜,如各种超导膜、光学膜、铁电膜、铁磁膜、金属 膜、半导体膜、压电膜、绝缘体膜甚至有机高分子膜等。又因为其能在较高的反应性 气体分压条件下运转,所以特别有利于制备含有复杂氧化物结构的薄膜。 • • 第四,可以选择最佳成膜条件,指导制备高质量的薄膜和开发新型薄膜材料。 第五,便于深入研究激光与靶物质的相互作用动力学过程以及不同工艺条件下的成膜
真空蒸发镀膜包括以下三个基本过程
凝聚态结构与性质重点实验室
常选用的几种蒸发装置
凝聚态结构与性质重点实验室
2.电子束蒸发源
已成为蒸发法中高速沉积高纯物质薄膜的一种主要的加热方法。电子束加热 的原理是基于电子在电场作用下获得动能轰击阳极的蒸发材料,使蒸发材料 气化而实现镀膜。 电子束蒸发沉积可以做到避免坩埚材料的污染。在同一蒸发沉积装置中可以 ™ 安置多个坩埚,这使得人们可以同时或分别对多种不同的材料进行蒸发。
凝聚态结构与性质重点实验室
4.激光蒸发源
™
采用高功率的连续或脉冲激光束作为能源进行薄膜的蒸发沉积的方 法被称为激光沉积法。
™ 然,这种方法也具有加热温度高,可避免坩埚污染,材料蒸发速 显 率高,蒸发过程容易控制等特点。 ™ 时,由于在蒸发过程中,高能激光光子能量直接转移给被蒸发的 同 原子,因而激光蒸发法的粒子能量一般显著高于其他的蒸发方法。
溅射镀膜的类型
电极的结构、电极的相对位置以及溅射镀膜的过程可以分为二极 溅射、三极溅射、磁控溅射、对向靶溅射、离子束溅射、ECR溅 射等。 按溅射方式的不同,又可分为直流溅射、射频溅射、偏压溅射和 反应溅射等。
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
由能容易满足二维生长的热力学条件,பைடு நூலகம்而更容易获得二维生长模式 ,
同时可以获得不易在平衡态下形成的亚稳相。
凝聚态结构与性质重点实验室
激光分子束外延的特点与优势
• 第一,可以人工设计和剪裁不同结构具有特殊功能的多层膜或超晶格,并用RHEED( 反射高能电子衍射仪)和薄膜测厚仪可以原位实时精确监控薄膜生长过程,实现原子 和分子水平的外延,从而有利于发展新型薄膜材料。 • 第二, 可以原位生长与靶材成分相同化学计量比的薄膜,即可以用单个多元化合物靶
凝聚态结构与性质重点实验室
激光分子束外延通常可分为三个个阶段:1.靶体材料的剥离和激光焰的形 成2.激光焰在工作气体中的传播3.剥蚀的粒子在衬底表面上形核成膜。 在第一个阶段, 激光脉冲首先在靶表面产生致密的蒸气层,这个蒸气层吸收 大部分脉冲激光的能量而获得很高的温度和压力, 然后形成等离子体层。 该等离子体层在压力梯度的驱动下, 从靶表面开始扩张, 在扩张中等离 子体的内能转化为被剥蚀粒子的动能而加速。 第二阶段,激光焰开始传播并与工作气体相互作用而形成复杂的动力学过 程,直至这些粒子到达衬底表面。 第三阶段, 形核与成膜,其中有两个明显的特征决定这一过程与普通的分子 束外延有很大的区别。第1个特征是在沉积过程中粒子具有很大的动能 (约1ev),而对于普通的热蒸发过程仅为约 0.1ev。第2个特征是对于 普通热蒸发为几分钟1个单原子层而L-MBE有着极高的瞬时溅射率。极 高的瞬时粒子束流为薄膜的生长提供了很高的形核速率 , 它们的表面自
凝聚态结构与性质重点实验室
固相反应法
固相反应法是陶瓷材料制备中一种传统的材料制备方法,其 基本原理是将一定摩尔比的高纯度氧化物充分混合、研磨,而 后在高温下进行多次烧结,对温度依赖性非常强,所以需要在 高温下才能进行,而且反应速度很慢,所以需要很长的反应时 间。虽然固相反应法有其固有的缺点,如能耗大、效率低、易 混入杂质等,由于该方法制备工艺简单、成本低、产量大等优 点,迄今为止,此方法仍是制备多晶粉末和陶瓷的常用方法。 固相反应法制备靶材的过程中,烧结过程是最为重要的一 环。烧结温度通常。按照泰曼温度和海德华定律来确定,一 般取主成分熔点的2/3。烧结时间则需综合考虑。烧结过程 中材料体系总的自由能逐步降低,其中表面能降低得最为显 著,这是烧结过程的驱动力。靶材烧结一般分为接触、形成 烧结晶、致密化、晶粒生长等阶段。随着烧结温度持续升高 凝聚态结构与性质重点实验室 ,
凝聚态结构与性质重点实验室
靶材的制备
溶胶-凝胶法(Sol-Gel) 优点:该种制备方法具有许多特殊的优点,例如:产物粒 径小、均匀性好、纯度高及反应易控制等,使得其在材料粉 体的制备过程中得到广泛的应用,目前,用溶胶-凝胶法合 成钙钛矿结构的氧化物材料是非常普遍的。 目前,溶胶-凝胶技术在复合氧化物材料、氧化涂层材料 及功能陶瓷材料的合成中均取得了较为成功的应用,该法 已成为材料制备领域,特别是无机材料的制备中极其重要 的方法之一。溶胶-凝胶制备方法是化学反应方法之一, 其基本过程是一些易水解的金属化合物(无机盐或金属醇 盐)在某种溶剂中与水发生反应,经过水解与缩聚过程而 逐渐凝胶化,再经过干燥、烧结等后处理工艺,最后制得 所需的材料。其基本的工艺过程如图所示。
3. 电弧蒸发源
可以避免加热线或坩埚材料污染,具有加热温度较高的特点,特别适用于 熔点高并具有一定导电性的难熔金属的蒸发沉积。而且,这一方法所用的 设备比电子束加热装置简单。 在电弧放电中,将待蒸发的材料制成放电电极。在薄膜沉积时,依靠调节 ™ 真空室内电极间距的方法来点燃电弧,而瞬间的高温电弧将使电极端部产 生蒸发从而实现薄膜的沉积。控制电弧的点燃次数就可以沉积出一定厚度 的薄膜。 电弧加热方法既可以采用直流加热法,又可以采用交流加热法。 ™ 接转移给被蒸发的原子,因而激光蒸发法的粒
凝聚态结构与性质重点实验室
优点:膜层在基片上的附着力强,膜层 纯度高,可同时溅射多种不同成分的合 金膜或化合物。 缺点:需制备专用膜料,靶利用率低
凝聚态结构与性质重点实验室
溅射的基本原理
溅射是轰击粒子与靶粒子之间动量传递的结果。而整个溅射过程都是 建立在辉光放电的基础之上,即溅射离子都来源于气体辉光放电。 辉光放电溅射指利用电极间的辉光放电进行溅射。辉光放电指在真空 度约为1~10Pa 的稀薄气体中,两个电极之间加上电压时产生的一种 稳定的自持放电,是气体放电的一种类型,并伴有辉光的气体放电现 象。 辉光放电溅射,靶材作为阴极,被镀件作为阳极或偏置,可以放在阴 极暗区之外任何方便的地方。
机理等基本物理问题。
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
化学气相沉积的类型
化学气相沉积,包括低压化学气相沉积(low pressure CVD,LPCVD)、离子增强型气相沉(plasmaenhanced CVD,PECVD)常压化学气相沉积(atmospherepressure CVD,APCVD)、金属有机物气相沉积(MOCVD)和微波 电子回旋共振化学气相沉积(MW-ECR-CVD)等 CVD技术可按照沉积温度、反应器内的压力、反应器壁 的温度和沉积反应的激活方式进行分类。 ™ 按沉积温度可分为低温(200~500℃)、(500~1000℃) 和高温(1000~1300℃)CVD。 ™ 按反应器内的压力可分为常压化学气相沉积(APCVD) 和低压化学气相沉积(LPCVD)。 ™ 按反应器壁的温度可分为热壁方式和冷壁方式。 ™ 按反应激活方式可分为热激活和等离子体激活等。 凝聚态结构与性质重点实验室
磁控溅射的两个弱点是
第一,不能实现强磁性材料的低温高速溅射,因为几乎所用的磁通量 都是通过磁性靶的,所以在靶附近不能外加强磁场; ™ 第二,靶的利用率较低(约30%),这是由于靶的侵蚀不均匀造成 的。
凝聚态结构与性质重点实验室
p75
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
薄膜生长
薄膜的制备方法
凝聚态结构与性质重点实验室
薄膜制备技术概述
凝聚态结构与性质重点实验室
凝聚态结构与性质重点实验室
物理气相沉积技术
凝聚态结构与性质重点实验室
物理气相沉积的特点
凝聚态结构与性质重点实验室
真空蒸发镀膜
凝聚态结构与性质重点实验室
真空蒸发镀膜主要原理