第四讲_薄膜的物理气相沉积-溅射沉积

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第四章_薄膜的物理气相沉积

第四章_薄膜的物理气相沉积
薄膜的物理气相沉积(PLD)
4.1 蒸发沉积 4.2 溅射沉积 4.3 离子束沉积 4.4 脉冲激光沉积
4.1 蒸发沉积

蒸发沉积薄膜的基本过程:
1) 原材料被加热蒸发而气化 2) 气化的原子或分子从蒸发源向基片表面输运 3)蒸发的原子或分子在基片表面被吸附、成核、 核长大,继而形成连续薄膜
4.1.1 蒸发源
缺点:需要较复杂且昂贵的高频电源
4.1.2 原材料的蒸发与输运
1.
蒸发速率 假设在原材料表面液相和气相分子处于动态平 衡,则蒸发速率
dN r Pr P0 Je Adt 2 mkT
蒸发速率与蒸发源温度的关系
dG B 1 dT 2.3 G T 2 T
4.1.3 蒸发镀膜的膜厚分布
膜厚的分布取决于蒸发源的几何形状 与蒸发特性、基片的几何形状、基片与蒸 发源的相对位置等因素。
膜厚理论计算的简化假设: 1)蒸发凝结成薄膜
4.2 溅射沉积
溅射:荷能粒子轰击固体表面,使固体原子(或 分子)逸出的现象叫溅射。 使用范围:金属、合金、半导体、氧化物、氮化 物、碳化物、超导薄膜等。 溅射率:当粒子轰击靶阴极时,平均每个粒子从 阴极上打出的原子数。 溅射阈值:当入射粒子能量高于溅射阈值时才发 生溅射。
脉冲激光沉积的优点

相比其他制膜技术,PLD具有如下特点:1) 采用紫外脉冲激光器作为等离子体的能源,它 具有高光子能量、无污染且易于控制的特点; 2)可以比较精确的控制化学计量比,实现靶 膜成分接近一致。3) 可以引入反应气体,提 供了另一种改变薄膜组分的办法;4)四个靶 材托板随意更换,可以实现多层膜、异质结的 制备,尤其适合制备量子阱结构薄膜。5)工 艺相对简单,灵活性很大,可以实现诸多不同 种类的薄膜制备;6)可以使用激光器对薄膜 进行后续处理等。

物理气相沉积(PVD)

物理气相沉积(PVD)
会产生分馏,对策——连续加料,调节熔池成分 例如:镀A4B1 膜,已知:P A 0:P B 010 :10
控制镀料成分:A1B25, 保证:P A :P B 1: 0 2 0 5 4 :1 A4B1膜料成分 若:一次性加料,A消耗快; ∴ 连续加料,保证熔池料为 A1B25, 从而膜料成分为A4B1;
dP Lv dT TV
(1)
∵ ∴
积分:
VV汽V固 、液V汽P 1R, T
dP dT
PLV RT 2
lnp ALV 1 RT
(2)
图8.2.2 几种材料的蒸气压——温度曲线
(3)蒸发速率和凝结速率
① 蒸发速率Ne:
——热平衡条件下,单位时间内,从蒸发源每单位 面积上射出的平均原子数。
N e1 4n 2 P m k3 .5 T1 13 20 2M P(T 1/cm2·s) (3)
设:物质含A,B成分,MA、MB,PA、PB, 则由(3)式,得 :
NA CA PA MB NB CB PB MA
(14)
改进工艺:
1)选择基片温度,使之有利于凝聚而不是分凝;
2)选用几个蒸发源,不同温度下分别淀积,但控制困难; 3)氧化物,可采用反应蒸镀法,引入活性气体。
4. 蒸发源类型
(1)电阻加热蒸发源
70年代,在阴极溅射基础上发展起来,能有效克服溅射速 率低,电子碰撞使基片温度升高的弱点。
(1)基本原理
在阴极靶面上加一环行磁场,使 BE , 控制二次电子运动轨迹,
电子运动方程: d e (EB)
(16)
dt m
运动轨迹为一轮摆线,电子在靶面上沿着垂直于E、B的方向前进,电 子被束缚在一定的空间内,减少了电子在器壁上的复合损耗;同时,延长 了电子路径,增加了同工作气体的碰撞几率,提高了原子的电离几率,使

薄膜与物理气相沉积

薄膜与物理气相沉积

M etalloberfl che,2001,55(3):27(德文)使用次磷酸镍化学镀镍至少能提高镀槽2倍的寿命,指出了该镀液的优缺点,提出了典型工艺配方,研究了次磷酸镍的溶解性与温度的关系。

该工艺的最大优点是利用氢氧化钙沉淀进行化学回收。

20020728 化学镀镍合金工艺中的添加剂———Reda G M.Metal Fin,2001,99(2):77(英文)讨论了化学镀Ni2P2B槽中无机和有机添加剂的影响,测定了沉积层的磁性、导电性、导热性、偶电常数等性能。

介绍了镀层的结合力试验和热稳定性试验,研究了槽液稳定性、沉积速度、镀层外观以及基体材料的影响。

20020729 无污染的氨溶液镀铜工艺———Magdy A M I.Plating and Surface Finishing,2000,87(7):67(英文)研究了钢铁基体在氨溶液中的电沉积铜,测量了槽液组成、操作条件对镀层质量的影响,利用SE M测量了镀层表面结构。

结果表明,获得光亮镀铜层的最佳条件为:CuS O4・5H2O80g/L, NH3100g/L,(NH4)2S O450g/L,K OH15g/L,S DBS(阴离子表面活性剂) 3.0×10-5m ol/L,温度25℃,pH值10.5,电流密度2.7 A/dm2。

该镀液覆盖力好、电流效率高,并可获得无孔、致密的光亮镀铜层。

(以上范宏义译)薄膜与物理气相沉积20020730 氮化钛薄膜中加入铜以提高其硬度和细化组织———He J L.Surface&C oatings T echnlolgy,2001,137(1):38(英文)用离子束辅助溅射沉积含少量铜的T iN薄膜,铜对T iN膜的性能和组织具有很强的改性效用。

当加入很低的(原子分数< 2%)铜量时,膜的厚度与弹性显著提高,但当铜的原子分数含量>2%,则膜的硬度相对较低。

根据刻痕试验,其变形量大于53%而成为塑性状态。

第四章薄膜的物理气相沉积(Ⅱ)-溅射法

第四章薄膜的物理气相沉积(Ⅱ)-溅射法

二、射频溅射装置及特性
电源与电极间有电容存在,隔绝电荷流通的路径, 自发产生负的自偏压的过程与靶材是绝缘体和金 属无关。
射频电压周期性地改变每个电极的电位,因而每 个电极都可能因自偏压效应而受到离子轰击。实 际解决的办法将样品台和真空室接地,形成一个 面积很大的电极,降低该极的自偏压鞘层电压。
F E
G
4.1 辉光放电和等离子体
2、辉光放电区域的划分
阴极辉光; 阴极暗区; 负辉光区;法拉第暗区; 阳极柱;阳极暗区;阳极辉光 暗区是离子和电子从电场中获取能量的加速区,辉光
区相当于不同粒子发生碰撞、复合、电离的区域。
4.2 物质的溅射现象
离子轰击固体表面可能发生一系列的物理过程,每种过 程的相对重要性取决于入射离子的能量。
4.3 溅射沉积装置
五、偏压溅射装置及特性
偏压溅射是在一般溅射的
基础上,在衬底与靶材间加
一定的偏压,以改变入射离
子能量和离子数,达到改善
薄膜的结构和性能。
如图所示,改变偏压可改变
Ta薄膜的电阻率。
溅射制备的Ta薄膜的电阻率随偏压的变化
六、离子束溅射
在离子束溅射沉积中, 由离子源产生的离子束 通过引出电极引入真空 室,打到靶材上溅射, 实现薄膜沉积。
一、辉光放电的物理基础
靶材是需要被溅射的物质,作为 阴极,相对阳极加数千伏电压, 在真空室内充入Ar气,在电极间 形成辉光放电。
辉光放电过程中,将产生Ar离子, 阴极材料原子,二次电子,光子 等。
4.1 辉光放电和等离子体
等离子体 等离子体是一种中性、高能量、离子化的气体, 包含中性原子或分子、原子团、带电离子和自由 电子。
4.2 物质的溅射现象

薄膜的物理气相沉积

薄膜的物理气相沉积

溅射气体
至真空泵
5
一、气体放电现象 (gas discharge)
原子激发能(excitation energy): 原子中电子从基态能级 激发到激发态能级所需能量。
原子电离能(ionization energy):原子在外界因素作用下 失去一个或几个电子而形成自由电子和正离子所需要的 能量。碰撞电离、光电离(中性复合、激发态恢复导致 分级电离)、热电离。
体自持放电过程,如火花放电、电弧放电
和辉光放电等。
25
气体放电条件
只有当气体压力和电极间距的乘积pd为某 一数值时,气体最容易发生放电击穿。描述这 一规律的曲线叫帕邢(Paschen)曲线。相应 的规律叫帕邢规律。
26
• 气体击穿电压:
• 汤生放电理论的适用范围:气压较低、pd值较小。 pd过小或过大,放电机理将出现变化。
Ar原子碰撞并使后者电离为Ar+离子 5、电子飞向阳极,Ar+离子在高压电场的加速作用下高
速飞向作为阴极的靶材,并在与靶材的撞击过程中释 放出其能量。离子的高速撞击使大量的靶材原子获得 了相当高的能量,使其可以脱离靶材的束缚而飞向衬 底。
35
离子轰击物体表面时发生的现象
表面吸附杂质的
多级碰撞
碰撞和通道效应 去除和表面活化
30
每个电子消失时,都能由自身引起 的过程重新造出一个“替身”,这样 就能不再凭借外电离因素,而依靠放 电间隙本身的过程使电离维持发展, 即转入自持放电。
受空间电荷(鞘层)的影响,放电 转入自持后电流不是趋于无穷大,而 是只建立起一定的放电电流。
31
第二节 物质的溅射现象
一、简 介 二、溅射产额 三、合金的溅射和沉积
金属(阴极)表面电离能(逸出功work function,work of

薄膜气相沉积

薄膜气相沉积

薄膜气相沉积薄膜气相沉积是一种广泛应用于材料科学和工程领域的薄膜制备方法。

本文将介绍薄膜气相沉积的原理、分类以及应用。

一、原理薄膜气相沉积是利用气相反应在基底表面上生成薄膜的一种方法。

它通过在高温和低压条件下,将气体反应物引入反应室中,使其在基底表面发生化学反应,生成薄膜。

薄膜的成分和性质可以通过调节反应气体的组成、流量和反应条件来控制。

二、分类薄膜气相沉积可以分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)两类。

1. 化学气相沉积(CVD)化学气相沉积是指在高温条件下,通过气相反应产生薄膜。

常见的化学气相沉积方法包括热CVD、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)等。

热CVD是最常用的方法,它利用热源提供能量,使反应气体在基底表面发生化学反应生成薄膜。

PECVD利用等离子体激发反应气体,提高反应速率和薄膜质量。

LPCVD则在较低的压力下进行反应,可以得到高质量的薄膜。

2. 物理气相沉积(PVD)物理气相沉积是利用物理手段将固态物质蒸发或溅射到基底表面形成薄膜的方法。

常见的物理气相沉积方法包括物理气相沉积(PVD)、磁控溅射、分子束外延等。

PVD是最常用的方法之一,它通过蒸发源将固态物质加热蒸发,然后沉积在基底表面形成薄膜。

磁控溅射利用磁场使靶材表面形成等离子体,将靶材溅射到基底表面。

分子束外延则利用高能分子束将物质沉积到基底表面。

三、应用薄膜气相沉积在材料科学和工程领域有着广泛的应用。

1. 电子器件制备薄膜气相沉积可以用于制备电子器件的关键层,如金属导电层、绝缘层、半导体层等。

通过控制薄膜的成分和性质,可以实现不同功能的电子器件。

2. 光学涂层薄膜气相沉积可以制备用于光学器件的涂层。

例如,通过控制薄膜的厚度和折射率,可以制备反射镜、透镜等。

3. 功能薄膜薄膜气相沉积还可以制备具有特殊功能的薄膜材料。

例如,通过掺杂不同元素可以制备导电薄膜、光敏薄膜等。

4. 生物医学应用薄膜气相沉积在生物医学领域也有着广泛的应用。

薄膜的沉积过程

薄膜的沉积过程

薄膜的沉积过程
薄膜沉积是指将材料沉积到基底表面形成一层薄膜的过程。

这个过程在微电子、光电子、纳米技术等领域都有广泛的应用。

薄膜沉积过程可以分为物理气相沉积和化学气相沉积两种方法。

1. 物理气相沉积
物理气相沉积是指通过高能粒子(如电子束、离子束)或热源(如电阻丝)将材料加热至高温,使其蒸发或溅射到基底表面上形成一层薄膜的过程。

这种方法适用于制备金属、合金、硅等材料的薄膜。

2. 化学气相沉积
化学气相沉积是指通过化学反应将材料从气体状态转变为固态并在基底表面上形成一层薄膜的过程。

这种方法适用于制备半导体、绝缘体和金属等材料的薄膜。

化学气相沉积可以分为以下几种类型:
(1)热化学气相沉积(CVD)
CVD是一种将气态前驱体在高温下分解反应产生材料沉积在基底表面
的方法。

CVD适用于制备SiO2、Si3N4、MoSi2等材料的薄膜。

(2)物理化学气相沉积(PVD)
PVD是指通过物理手段将材料从固态转变为气态,然后在基底表面上
形成一层薄膜的过程。

PVD适用于制备金属、合金、氧化物等材料的
薄膜。

(3)原子层沉积(ALD)
ALD是一种将前驱体分子和反应剂交替注入反应室中,每次只有一个
单层原子或分子被沉积在基底表面上的方法。

ALD适用于制备高质量、均匀性好的绝缘体和金属薄膜。

总之,不同类型的薄膜沉积方法具有不同的特点和优缺点,在实际应
用中需要根据具体情况选择合适的方法。

物理气相沉积及其在薄膜制备中的应用

物理气相沉积及其在薄膜制备中的应用

物理气相沉积及其在薄膜制备中的应用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)是一种广泛应用于薄膜制备领域的表面处理方法。

在PVD制备过程中,原料材料以固体或液体的形式添加到真空室中,然后被加热和蒸发至其气态。

这些气态分子蒸发出来后,会沉积在需要处理的表面上,形成一个均匀的薄膜。

PVD技术可以分为多种方法,其中包括热蒸发沉积、磁控溅射沉积和电弧溅射沉积等。

在这些方法中,热蒸发沉积是最古老的PVD技术。

将固体材料放入真空腔体中并施加热量,从而使原料氧化或转移为气态物质。

然后,气态物质穿过真空室并Form一个稳定的薄膜沉积在待处理物体表面上。

磁控溅射沉积是一种使用磁场将原料转移到待处理表面的技术。

在磁控溅射沉积过程中,原料被打碎和离子化,然后被引入一个磁场中。

在磁场的作用下,电离原料可以沉积在待处理物体表面上,最终形成一个薄膜。

电弧溅射沉积是一种高能量的PVD技术,通过将电弧加热金属原料,使其氧化并形成气态原料,然后在真空室内通过电场进行沉积。

与其他PVD技术相比,电弧溅射利用了高能量的优势,可以形成高质量的薄膜。

PVD技术及其应用在制备平整、致密和均匀的薄膜方面具有非常重要的作用。

物理气相沉积可以应用于生产各种对表面特性有特殊要求的设备和零件,包括线路板、光学元件以及高频电子设备等。

在半导体工业中,PVD技术被广泛应用于微电子器件的制备。

通过控制气压和温度等条件,可制备出各种形状、厚度和化学特性的薄膜。

其制备出来的薄膜可用于制备各种高精度微电子器件,如存储器、传感器、LED显示屏和光纤通信器件等。

同时,在纳米技术领域,PVD技术可以制备出极薄的纳米材料薄膜。

由于这些薄膜厚度只有纳米级别,因此在制备纳米光电设备方面具有很大的应用前景。

例如,PVD技术制备出的具有不同光响应波段的多层纳米结构可以形成多色的光电器件,而这种器件已广泛应用于基于光子学的新型显示器件和光纤通信中。

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电子是等离子体中主要的能量携带者
电子、离子具有极不相同的速度: 电子—— va=(8kTe/m)1/2 9.5105 m/s Ar+离子———— 约5102 m/s
等离子体中电子碰撞参与的主要微观过程
微观过程
电子与气体分子的弹性碰撞
电子与气体分子的非弹性碰撞 激发 分解 电离
各种气体发生辉光放电的帕邢曲线
d 10cm时,P 10Pa

只有当 Pd 取一定数值时,气体才最容易维持辉光放电
等离子体—— plasma
放电击穿后,气体即成为具有一定导 电能力的等离子体,它是一种由离子、电 子及中性原子、原子团组成,而宏观上对 外呈现电中性的物质存在形式。
相应于辉光和弧光放电,就有了辉光 放电等离子体和弧光放电等离子体。
电子、离子间巨大的质量(速度)差异是自偏 压得以产生的根本原因;通过电容C 的能量耦合方 式和电极面积差是获得适当幅度自偏压的必要条件
电容耦合射频方波时电极上自偏压的产生
大电容,小电流
激励电压
A. Bogaerts et al. / Spectrochimica Acta Part
B 57 (2002) 609–65射8 频极的 电位
薄膜溅射沉 积装置的示 意图
———
靶材是要溅射的材料,它作为阴极, 相对于真空室内其他部 分处于负电位。阳极可以是接地的,也可以是浮动的
气体的直流放电现象
以适当压力(10-110Pa)的惰性气体(一般均为 Ar)作为放电气体(与PVD的真空蒸发时不同)
在正负电极间外加电压的作用下,电极间的气体 原子将被雪崩式地电离,形成可以独立运动的 Ar+离子和电子。电子加速飞向阳极,而带正电 荷的Ar+离子则在电场的作用下加速飞向作为阴 极的靶材,并发生靶物质的溅射过程
一个问题: 化合物的溅射产额?
溅射法在应用于化合物溅射时,有两个重要的问 题:
许多化合物的导电性较差;如何实现其溅射过 程?
化合物在溅射过程中,其成分又是如何变化的 ?会不会发生化合物的分解?
关于这两点,我们在稍后一些介绍
薄膜溅射法的分类
直流溅射(即二极溅射) 三极、四极溅射 磁控溅射 射频溅射 偏压溅射 反应溅射 中频孪生靶溅射和脉冲溅射 离子束溅射
靶电极获得的这一负电位,即是靶电极上产生的 自偏压
射频激励下系统的等效电路
系统可被描述为一个由电容、电阻、二极管组 成的体系;二极管描述了其单向导电的特性,电阻 描述其能量耗散特性
射频电极的电流电压特性与自偏压
电子-离子运动的速度 差异使电极的电流-电 压特性就象一只二极管
电流的波形 负偏压 电压的波形
射频溅射法可以被用于物质溅射的原因
射频电源的采用使放电过程摆脱了对靶材导电性的 限制
但:靶物质如何在交变电场的作用下被溅射的呢?
使射频方法可被用来产生物质溅射效应的根本 原因是它可在靶上产生自偏压效应,即在射频激励 之下,靶电极会自动地处于一个负电位,它导致离 子受到吸引,对靶电极造成轰击和溅射
鞘层

Vp的变化范围不大,约等于电子温度Te的4-6倍,10V
整个直流辉光放电系统中电位的分布
阴极鞘层

两极间的电压降几乎全部集中在阴极鞘层中:因为负电极力图吸 引的是正离子,但后者的质量大,被加速的能力弱,加速较难
物质的溅射效应
阴极鞘层电位的建立使到达阴极的Ar+离 子均要经过相应的加速而获得相应的能量 (102 eV 数量级),即轰击阴极的离子具有 很高的能量,它使阴极物质发生溅射现象
等离子体鞘层:任何处于等离子体中或其附近的 物体的外侧都将伴随有正电荷的积累
鞘层电位:相对于等离子体来讲,任何处于等离 子体中或其附近的物体都将自动地处于一个负电 位
鞘层电位可由电子能量分布为 麦克斯韦分布的假设求出:
V p

k Te e
ln(
m 2.3me
1
)2
等离子体鞘层及相应的电位分布
不能独立控制各个工艺参量:电压、电流 及溅射气压
气体压力较高(10Pa左右),溅射速率较 低(0.5m/hr)。这不利于减少杂质污染 及提高溅射效率
在二极溅射的基础上, 增加一个发射电子的热阴 极,即构成了三极溅射装置。它有助于克服上 述两个问题
三极、四极溅射装置的示意图
___
__
第四极
溅射过程中靶物质处于固态,其扩散能力较弱; 溅射产额差别造成的靶材表面成分的偏离在随后 的溅射过程中会实现自动的补偿
如,对成分为80%Ni-20%Fe的合金靶来说, 1keV的Ar+离子溅射产额为:Ni:2.2,Fe:1.3 。但适当的预溅射后,其表面开始富Fe,即仍 能保证沉积出合适成分的合金薄膜
气体放电现象是发生物质溅射过程的基础
气体的直流放电模型
在阴阳两极间,由电动势为E的直流电源提供靶 电压V 和靶电流 I,并以电阻R 作为限流电阻
气体的直流放电模型
A. Bogaerts et al. / Spectrochimica Acta Part B 57 (2002) 609–658
“电容耦合”指两电极间形成了一等效电容,将能量耦合至体 系
射频、直流放电过程的差别
与直流时相比,射频放电过程有两个显著的变化:
高频电场已可经其他阻抗形式(电容C)耦合 到靶上,而不必要求靶材是导体。电极在前半 周期内积累的电荷将会在下半周期内得到释放
在射频频率下,惰性较大的离子已跟不上电场 的高速变化,而只能感受到平均的电位分布; 而惰性较小的电子,可以紧跟电场的周期变化 在两极间振荡运动,从电场中获得能量,使气 体分子电离和轰击电极产生二次电子
表达式
XY+eXY+e (使气体分子的动能增加)
XY+eXY*+e XY+eX+Y+e XY+e XY++2e (使气体分子的内能增加)
高能量的电子与其他粒子间的相互碰撞是等离子体 从外界获得能量的方式
电子持有的高速度导致产生鞘层电位
电子与离子具有不同速度的一个直接后果是产 生等离子体鞘层以及鞘层电位:
第三极
其优点是: 可独立调节参数,降低气体压力,提高溅射效率
射频溅射方法
上述的直流溅射方法要求靶材具有好的导电性,否 则靶上电荷积累,会造成靶电流过小,靶电压过高
射频溅射是适用于导体、非导体靶材的溅射方法

射频溅射多使用13.56MHz 频率的射频电源
电容耦合式的射频溅射装置
电容C 将射频能量耦合至靶电极,而地电极则包括了衬底和真 空室,即放电系统具有非对称的电极配置: 靶电极面积 地电极面积
———
———
辉光放电等离子体的密度、电子速度与温度
典型辉光放电等离子体的粒子密度 1014/cm3, 即气体中,只有约 10-4 比例的电子和离子
电子质量小,其电场中的加速快,电子的平均动 能Ee 2eV,相当于电子温度Te =Ee/k 23000K
电子、离子质量差别大,导致离子及中性原子处 于低能态,如 300500K
二极溅射装 置的示意图
———
阴极是要溅射的靶材, 阳极即是真空室 Ar 压力 10Pa 电压上千伏
二极溅射时,沉积速率与气压间的关系
放电电流Байду номын сангаас
沉积的效率
低压时等离子体密度低,溅射速率低 高压时气体分子对溅射粒子的散射严重,溅射速率低
二极溅射法的缺点和三极溅射法
二极溅射有两个缺点:
因此,面积较小的靶电极将拥有较高的自偏压
射频电极电压的变化曲线和自偏压
等离子体电位 地电位
O
直流时情况
离子电
流脉冲
自偏压 射频极的电位
Vc-Vp —— 射频极对等离子体的电位差 Vp-0——地电极对等离子体的电位差 即,溅射极产生的自偏压 Vb
射频电源的不 同连接方式与
效果
根据电极面积比、电 源连接方式 (经电容 C) 的不同,可以有
不同的偏压效果
射频电极上自偏压的大小
射频极
射频极

平均电位

平均电位
这是溅射过程区别于热蒸发过程的显著特 点之一。热蒸发时,原子的平均动能只有 0.1eV
合金的溅射产额
溅射法易于保证所制备的薄膜的化学成分与靶 材的成分相一致,这是它与蒸发法的另一区别 。其原因有二:
与不同元素在平衡蒸气压方面的巨大差异相比, 元素溅射产额间的差别较小,只有0.1-10
在两极之间存在电位差时,气体分子将因电离过程而分 解为电子和离子。离子轰击阴极将引发二次电子发射。阴极 发射出来的电子在获得能量以后将会与等离子体中的分子碰 撞,造成后者的激发和离化,形成新的电子与离子,使放电 过程得以持续进行。
气体放电的伏安特性曲线
=======
————
放电曲线分为: 汤生放电段(气体分子开始出现电离) 辉光放电段(产生大面积辉光等离子体) 弧光放电段(产生高密度弧光等离子体)
自偏压产生后,电极维持于一个负电位,以排斥电子 的涌入;电极在正半周内接受的电子与负半周内接受 的离子数相等,使平均电流为零
射频电极上自偏压的大小
两极及其间的等离 子体还可以被看成 是两个串联的电容 ,其中 “靶电极 电容” 因靶面积 小而较小,而 “ 地电极电容” 因 电极面积大而较大 。电容电压降V 与 电极面积A 成反比 ,即:
溅射法与蒸发法一样, 也是一种重要的薄 膜 PVD 制备方法
溅射法制备薄膜的物理过程
利用带电荷的阳离子在电场中加速后具 有一定动能的特点,将离子引向欲被溅 射的物质制成的靶电极(阴极)
入射离子在与靶面原子的碰撞过程中, 通过动量的转移,将后者溅射出来
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