真空蒸镀技术
真空蒸镀非金属薄膜工艺
真空蒸镀非金属薄膜工艺
基本原理
真空蒸镀非金属薄膜工艺基于物理气相沉积的原理，通过在真
空环境中加热非金属材料，使其蒸发成气体，然后在基底材料表面
形成薄膜层。
这种工艺可以控制薄膜的厚度和成分，从而实现不同
性能的涂层。
应用领域
真空蒸镀非金属薄膜工艺在以下领域得到广泛应用：
- 光学器件：用于制备光学膜片，例如透镜、滤波器、反射镜等。
- 电子器件：用于制备电子元件的保护层、传感器的增强层等。
- 化学材料：用于改善化学材料的稳定性、耐腐蚀性等。
制备步骤
真空蒸镀非金属薄膜的制备步骤如下：
1. 准备基底材料：选择适合的基底材料，清洗和处理其表面，
以提供良好的粘附性。
2. 准备蒸发源：选择适合的非金属材料作为蒸发源，将其加热至蒸发温度。
3. 建立真空环境：将制备系统放入真空腔室中，泵出大部分空气，以建立高真空环境。
4. 沉积薄膜：通过控制蒸发源的温度和时间，将蒸发的非金属材料沉积在基底材料表面，形成薄膜层。
5. 测量和分析：对所制备的薄膜进行性能测试和分析，以确保其满足要求。
总结
真空蒸镀非金属薄膜工艺是一种重要的表面涂层技术，具有广泛的应用领域。
通过了解其基本原理和制备步骤，我们可以更好地理解和应用该工艺。
在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的非金属材料和工艺参数，以实现所需的涂层效果。
简述真空蒸发镀膜技术的特点及分类
简述真空蒸发镀膜技术的特点及分类真空蒸发镀膜技术是一种常用的表面处理技术，通过在真空环境下加热材料，使其蒸发并沉积在基材表面形成薄膜的过程。
该技术具有许多特点，并可以根据不同的应用需求进行分类。
真空蒸发镀膜技术的特点如下：1. 高纯度：在真空环境下进行材料蒸发，可以避免杂质的污染，制备出高纯度的薄膜。
2. 薄膜均匀性好：通过调节蒸发源的位置和角度，可以在基材表面均匀沉积薄膜，使得薄膜的厚度均匀一致。
3. 膜层致密性好：由于真空环境下的蒸发可以减少气体的存在，使得薄膜的密度较高，致密性好，可以提高薄膜的物理性能。
4. 可控性强：通过调节蒸发源的温度和蒸发速率，可以控制薄膜的成分和厚度，实现对薄膜性能的调控。
5. 适用性广泛：真空蒸发镀膜技术可以用于各种基材的表面处理，包括金属、陶瓷、玻璃等材料。
根据不同的应用需求，真空蒸发镀膜技术可以分为以下几类：1. 光学薄膜：光学薄膜是真空蒸发镀膜技术中应用最广泛的一类。
通过控制薄膜的厚度和折射率，可以制备出具有特定光学性能的薄膜，如反射膜、透明导电膜等。
2. 保护膜：真空蒸发镀膜技术可以制备出具有优良耐腐蚀性能的薄膜，用于保护基材表面不受外界环境的侵蚀。
例如，在金属表面镀覆一层铬膜，可以提高金属的耐腐蚀性能。
3. 功能膜：真空蒸发镀膜技术可以制备出具有特定功能的薄膜，如硬质涂层、磁性薄膜、防反射膜等。
这些功能膜可以赋予基材特殊的性能，扩展其应用领域。
4. 生物医学膜：真空蒸发镀膜技术可以制备出生物相容性好、具有生物医学功能的薄膜，如生物陶瓷涂层、生物可降解薄膜等。
这些薄膜可以用于医疗器械、组织工程等领域。
真空蒸发镀膜技术具有高纯度、薄膜均匀性好、膜层致密性好、可控性强和适用性广泛等特点。
根据不同的应用需求，可以将其分类为光学薄膜、保护膜、功能膜和生物医学膜等。
随着科学技术的不断发展，真空蒸发镀膜技术在材料科学、光学工程、生物医学等领域的应用前景将更加广阔。
第三章-真空蒸镀
式中，A，B分别为与材料性质有关的常数，可以直接由实 验确定或由文献查得。 对大多数材料，在蒸汽压小于1Torr的温度范围内，此式是蒸
发材料的饱和蒸汽压与温度之间一个比较精确的表达式。
上式的准确度较差，但方便实用。
一些金属的蒸汽压方程中的计算常数
金属 Li Na K Cs Cu Ag Au Be Mg Ca Mo W U Mn Fe A 10.99 10.72 10.28 9.91 11.96 11.85 11.89 12.01 11.64 11.22 11.64 12.40 11.59 12.14 12.44 B 8.07×103 5.49×103 4.48×103 3.80×103 1.698×104 1.427×104 1.758×104 1.647×104 7.65×103 8.94×103 3.085×104 4.068×104 2.331×104 1.374×104 1.997×104 金属 Sr Ba Zn Cd B Al La Ga In C Co Ni Ru Rh Pd A 10.71 10.70 11.63 11.56 13.07 11.79 11.60 11.41 11.23 15.73 12.70 12.75 13.50 12.94 11.78 B 7.83×103 8.76×103 6.54×103 5.72×103 2.962×104 1.594×104 2.085×104 1.384×104 1.248×104 4×104 2.111×104 2.096×104 3.38×104 2.772×104 1.971×104 金属 Si Ti Zr Th Ge Sn Pb Sb Bi Cr Os Ir Pt V Ta A 12.72 12.50 12.33 12.52 11.71 10.88 10.77 11.15 11.18 12.94 13.59 13.07 12.53 13.07 13.04 B 2.13×104 2.32×104 3.03×104 2.84×104 1.803×104 1.487×104 9.71×103 8.63×103 9.53×103 2.0×104 3.7×104 3.123×104 2.728×104 2.572×104 4.021×104
真空蒸发镀膜蒸镀
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
2. 残余气体对制膜旳影响
（1）残余气体旳蒸发速率Ng： N g 3.5131022
g Pg
M gTg
(13)
（2）到达基片旳气体分子与蒸气分子之比(面源)：
N g Pg Nd P
MT
r 2
Pg K
M gTg Acos cos P
(14) （ g）
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
（2）电子束加热蒸发源 电子束集中轰击膜料旳一部分而进行加热旳措施。
图8.2.5 电子束加热蒸发源
电子束加热蒸发源由： 阴极、加速电极、阳极 （膜料）构成。
还有高频加热蒸发源、 激光蒸发源等。
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
优点:
（1）能够直接对蒸发材料加热； （2）装蒸发料旳容器能够是冷旳或者用水冷却，从而 可防止
点e
4 r
cos 2
m cos 4 r 2
（7）
小型平面蒸发源： m cos cos t r 2
令： cos cos h / r h /
h2 x2 ，
在x=0处：cos=cos=1
m
∴ t0 4 h2 (点源) (9)
m
t0 h2
（8） (面源) (10)
(1/cm2·s)
(5)
小型圆平面源：
Nd
AN e
cos r 2
cos
(1/cm2·s)
(6)
β、θ为蒸气入射方向分别与蒸刊 登面和接受表面法向旳夹角 。
图8.2.3 、角旳意义
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
（4）蒸发制膜旳厚度
∵τ时间内，蒸发材料旳总量：m =ANe，密度：
真空蒸镀讲义
真空蒸镀讲义真空蒸镀真空蒸镀法（简称真空蒸镀）是在真空室中，加热蒸发器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到基体表面，凝结形成固态薄膜的方法。
由于真空蒸镀法主要物理过程是通过加热蒸发材料而产生，所以又称热蒸发法。
采用这种方法制造薄膜，已有几十年的历史，用途十分广泛。
介绍蒸发原理、蒸发源的发射特性、膜厚测量与有关蒸发的工艺技术。
§1―1真空蒸发原理真空蒸镀的特点、原理与过程真空蒸镀设备比较简单、操作容易；制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确控制；成膜速率快、效率高，用掩模可以获得清晰图形；薄膜的生长机理比较单纯。
主要缺点是，不容易获得结晶结构的薄膜，所形成薄膜在基板上的附着力较小，工艺重复性不够好等。
图1-1为真空蒸镀原理示意图。
主要部分有：（1）真空室，为蒸发过程提供必要的真空环境；（2）蒸发源或蒸发加热器，放置蒸发材料并对其进行加热；（3）基板，用于接收蒸发物质并在其表面形成固态蒸发薄膜；（4）基板图1-1 真空蒸发镀膜原理示意图加热器及测温器等。
真空蒸镀包括以下三个基本过程：（1）加热蒸发过程。
包括由凝聚相转变为气相的相变过程。
每种蒸发物质在不同温度时有不相同的饱和蒸气压；蒸发化合物时，其组分之间发生反应，其中有些组分以气态或蒸气进入蒸发空间。
（2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输支，即这些粒子在环境气氛中的飞行过程。
（3）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程，即是蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜。
上述过程都必须在空气非常稀薄的真空环境中进行。
否则，蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层受到严重污染，甚至形成氧化物；或者蒸发源被加热氧化烧毁；或者由于空气分子的碰撞阻挡，难以形成均匀连续的薄膜。
§1-2 蒸发源的蒸发特性及膜厚分布在真空蒸镀过程中，能否在基板上获得均匀膜厚，是制膜的关键问题。
基板上不同蒸发位置的膜厚，取决于蒸发源的蒸发特性、基板与蒸发源的几何形状、相对位置以及蒸发物质的蒸发量。
OLED真空蒸镀
OLED真空蒸镀一、基本知识真空蒸镀：真空中通过电流加热，电子束轰击加热和激光加热等方法，使被蒸材料蒸发成原子或分子，它们随即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成薄膜。
所以要求镀膜室里残余分子的自由程大于蒸发源到基片的距离，保证镀膜的纯净和牢固。
真空测量工具：测量真空的装置称为真空规，常用的热偶真空规和电离真空规。
热偶真空规可以测量0.1～10Pa的压强，利用低压下气体的热传导与压强成正比的原理；电离真空规利用电子与气体分子碰撞产生电离电流随压强变化的原理制成，可测量范围是10－1～10－6Pa。
注意，电离真空规必须在0.1Pa以下使用，否则会损坏装置。
真空膜层检测系统：石英芯片微量天平系统（QCM），其工作原理为蒸镀过程中随着材料的蒸发，石英芯片质量增加，从而改变石英芯片的固有振荡周期，将石英振荡器组装到振荡回路中使薄膜质量的变化作为频率的变化读出。
二、蒸镀设备简介功能：实现有机膜层的蒸镀和无机膜层的蒸镀。
工作原理：利用电阻产生热能，将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在基片表面析出的过程。
OLED蒸镀分为有机材料蒸镀和无机蒸镀，有机材料蒸镀：在高真空腔室中设有多个放置有机材料的蒸发源，加热蒸发源蒸镀有机材料，并利用石英晶体振荡器来控制膜厚。
ITO玻璃基板放置在样品托架上，其下面放置的金属掩膜板控制蒸镀图案；无机蒸镀：在有机材料薄膜蒸镀完成后进行蒸镀，用于金属电极蒸镀的源通常采用钼、钽和钨等材料制作，以便用于不同的金属电极蒸镀(主要是防止舟金属与蒸镀金属发生化学反应)。
从如下两方面——蒸镀系统和其系统功能的描述对蒸镀设备系统进行简要概括。
（一）蒸镀系统蒸镀系统结构包括：操作接口、Infeed Load/Lock传输腔体、Plasma真空腔体、有机蒸镀真空腔体、金属蒸镀真空腔体、材料蒸镀控制柜、手套箱、气体循环系统。
1、操作接口控制软件的各操作接口与设备各组成部分一一对应，以控制设备的相应气阀及机动操作。
真空蒸镀银实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解真空蒸镀的原理和操作方法。
2. 掌握银膜在真空蒸镀条件下的制备过程。
3. 分析银膜的质量及其影响因素。
二、实验原理真空蒸镀是一种利用真空环境，将待蒸镀材料加热至汽化升华，然后在基板上沉积形成薄膜的工艺。
本实验采用真空蒸镀方法制备银膜，其主要原理如下：1. 将待蒸镀材料（银）放入真空室内，加热至汽化升华。
2. 在真空环境下，银蒸气分子到达基板表面并沉积，形成银膜。
3. 通过调节真空度、加热温度、蒸发速率等参数，控制银膜的厚度和均匀性。
三、实验材料与设备1. 实验材料：银靶、玻璃基板、真空蒸镀机、真空泵、加热器、温度控制器等。
2. 实验仪器：电子天平、金相显微镜、X射线衍射仪等。
四、实验步骤1. 将玻璃基板清洗干净，晾干后放入真空蒸镀机中。
2. 打开真空泵，将真空室内压力降至1.0×10^-3 Pa。
3. 启动加热器，将银靶加热至600℃。
4. 当银靶温度稳定后，开启蒸镀机，使银靶蒸气分子沉积在玻璃基板上。
5. 调节蒸镀时间，制备不同厚度的银膜。
6. 关闭加热器和真空泵，取出基板，清洗并晾干。
五、实验结果与分析1. 银膜厚度通过调节蒸镀时间，制备了不同厚度的银膜。
利用电子天平测量银膜的质量，计算厚度。
实验结果表明，银膜厚度与蒸镀时间呈正相关，即蒸镀时间越长，银膜厚度越大。
2. 银膜均匀性利用金相显微镜观察银膜的表面形貌。
实验结果表明，银膜表面平整，无明显缺陷，均匀性良好。
3. 银膜成分利用X射线衍射仪分析银膜的成分。
实验结果表明，银膜主要由纯银组成，无杂质。
4. 影响因素分析（1）真空度：真空度越高，银膜质量越好，因为高真空度有利于银蒸气分子在基板上的沉积，减少氧化等不良影响。
（2）加热温度：加热温度越高，银蒸气分子运动越剧烈，有利于银膜的形成。
但过高温度可能导致银膜熔化，影响质量。
（3）蒸发速率：蒸发速率越快，银膜越厚，但过快蒸发可能导致银膜不均匀。
六、实验结论1. 本实验成功制备了银膜，并通过调节蒸镀时间、真空度、加热温度等参数，控制了银膜的厚度和均匀性。
真空蒸镀技术
真空蒸镀技术1. 简介真空蒸镀技术是一种重要的表面处理技术，主要用于金属、合金、陶瓷等材料的表面涂层，以更好地改善材料的性能。
该技术是将材料表面暴露在真空状态下，并使熔化的金属蒸气在材料表面沉积，形成一层致密的金属膜。
2. 工艺流程真空蒸镀技术主要包括三个主要步骤，即清洗处理、真空气化和涂层蒸镀。
2.1 清洗处理清洗是真空蒸镀技术的首要步骤。
其目的是去除材料表面的污垢、油脂和氧化物，并提高表面的粗糙度和增加涂层的附着力。
清洗处理一般有机械清洗、溶剂清洗、电解清洗等多种方法，不同的方法可以根据实际应用情况进行选择。
2.2 真空气化真空气化就是将材料带入真空室，通过机械或电子泵抽出室内气体，使气体压力小于10-3Pa，建立真空环境。
蒸镀室主要由真空室、蒸发室和泵吸系统组成，其内部摆放材料待处理。
为确保工艺成功，在气化过程需要严格控制一些参数：真空度、抽气速率等等。
2.3 涂层蒸镀涂层蒸镀是重要的制备步骤之一。
要获得良好的涂层质量，需要合适的蒸发材料和蒸发温度，(1)首先加热蒸发源，将蒸发材料熔化；(2)在真空气氛下，游离的蒸发材料自发地向上定向地扩散充满整个蒸发器室；(3)沉积在材料上，形成一层金属膜；(4)最后，将蒸发源加温停止，压降蒸发材料使形成良好的密封涂层。
3. 设备真空蒸镀设备性质复杂，系统安全高等标准，要确保技术成功。
常用的真空蒸镀设备包括离子镀膜机、溅射镀膜机等。
其中最广泛使用的是离子镀膜机，其具有高效的气体成分控制，因此可以精确控制膜厚度和成分，使制备的膜更具适应性。
4. 应用真空蒸镀技术在材料科学、光学制造、电子工业等领域具有广泛应用。
例：(1) 金属薄膜应用领域，可以修饰金属表面属性、美观、性能，提高金属表面硬度和耐腐蚀性；(2) 光学薄膜应用领域中，制备的金属膜能够使镜面反射率提高至90%以上；(3) 电子工业，制备的电触点和插座等膜能更好地增强导电性、抗氧化性和耐磨性等等。
5. 综述随着科学技术的不断发展，真空蒸镀技术将继续拓展应用领域，并在未来的材料科技和工业制造领域发挥重要作用。
- 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)。
提高蒸发沉积薄膜的厚度均匀性可采取 的衬底放置方法
同时变动r、 和
提高蒸发沉积薄膜的厚度均匀性的 其他措施
加大蒸发源到衬底表面的距离（牺牲沉积 速率和纯度） 利用转动衬底的方法
薄膜沉积的阴影效应和选择性沉积
在蒸发法中, 一般真空度均较高, 被蒸发物质的 原子、分子一般是处于分子流的状态。因此, 当蒸发 源与衬底之间存在某种障碍物的时候, 沉积的过程将 会产生阴影效应, 即蒸发来的物质将被障碍物阻挡而 不能沉积到衬底上。 蒸发沉积过程的阴影效应可能会破坏薄膜沉积的 均匀性, 甚至造成有些部位没有物质的沉积。另一方 面, 我们也可以在蒸发沉积的时候, 有目的地使用一 些特定形状的掩膜, 从而实现薄膜的选择性沉积。
N A ( pe p h ) 2MRT
（原子/cm2s）
为一个介于 01 之间的系数；pe 和ph 是元素的平衡蒸气压和实际分压。当 =1， 且ph=0 时，蒸发速率 取得最大值
由此，可以计算物质的蒸发、沉积速率
元素的质量蒸发速率
元素蒸发速率的另一种表达形式为单位表 面上元素的质量蒸发速率
合金中各元素的热蒸发
对于初始成分确定的蒸发源来说，由上式确定的 组元蒸发速率之比将随着时间而发生变化: 易于蒸发 的组元的优先蒸发将造成该组元的不断贫化，进而造 成该组元蒸发速率的不断下降。
解决这一问题的办法
使用较多的物质作为蒸发源，即尽量减小组元成分的相 对变化 采用向蒸发容器中不断地、但每次仅加入少量被蒸发物质 的方法，即使得少量蒸发物质的不同组元能够实现瞬间的 同步蒸发 利用加热至不同温度的双蒸发源或多蒸发源的方法，分别 控制和调节每个组元的蒸发速率(所谓三温度法)
合金中各元素的热蒸发
MBE growth for the process A+B2=>AB2
薄膜沉积的方向性和均匀性
在物质蒸发的过程中，被蒸发原子的运动具有明 显的方向性。并且，蒸发原子运动的方向性对被沉积 的薄膜的均匀性会产生重要的影响。 物质的蒸发源可以有不同的形态。距衬底较远、 尺寸较小的蒸发源可以被认为是点蒸发源。此时，可 设想被蒸发出的物质是由表面积为Ae的小球面上均匀 地发射出来的，蒸发出来的物质总量Me等于 Me= 其中 是物质的质量蒸发速度，dAe为蒸发源的表面 积元，t 为蒸发时间。
呈cosn函数型，n>1，表明蒸发源发出的物质具有明显的方向性
薄膜沉积的克努森盒
在蒸发沉积方法中常使用的克努森盒(Knudsen cell)，相当于一个面蒸发源。它是在一个高温坩埚的 上部开一个直径很小的小孔。在坩埚内，物质的蒸气 压近似等于其平衡蒸气压；而在坩埚外，仍保持着较 高的真空度。与普通的面蒸发源相比，它具有较小的 有效蒸发面积，因此它的蒸发速率较低。但其蒸发束 流的方向性较好。最为重要的是，克努森盒的温度以 及蒸发速率可以被控制得极为准确。
蒸发源的几种不同形式
以坩埚作为蒸发容器的蒸发源的一般情况如图所 示。坩埚蒸发源的蒸发速率、蒸发束流的方向性 等介于克努森盒与自由蒸发源之间。
点源与面源情况下薄膜相对沉积速率与 衬底距离与尺寸的关系
提高蒸发沉积薄膜的厚度均匀性可采取 的衬底放置方法
在同时需要蒸发沉积的样品较多、而每 个样品的尺寸相对较小的时候，可改变衬底 的放置方式来改善样品间薄膜厚度的均匀性 。此时,可将面蒸发源和衬底表面同处在一个 圆周上。使与蒸发源较远的衬底处于较有利 的空间角度，而较近的衬底处于不利的角度 位置，因而使得所沉积的薄膜的厚度与角度 或 无关。
第二讲
薄膜材料制备的真空蒸发法
Preparation of thin films by vacuum evaporation
提
要
元素的热蒸发
化合物与合金的热蒸发
蒸发沉积薄膜的均匀性
制备薄膜材料的各种蒸发方法
物理气相沉积
物理气相沉积（physical vapor deposition, PVD）是利用某种物理过程 物质的热蒸发或在粒子轰击下物质 表面原子的溅射，不涉及化学反应过程 的，实现原子从源物质到薄膜的可控转 移的薄膜（及其他材料）制备方法。
有
ln pe
H e
RT
I
如，液态Al的平衡蒸气压就满足关系式
15993 lgpe(Pa)= +14.533-0.999lgT-3.5210-6T T
元素的平衡蒸气压随温度的变化
——————
曲线上的点标明的是相应元素的熔点
元素的蒸发速率(物质通量)
当元素的分压低于其平衡蒸气压时，元素 发生净蒸发。反之，元素发生净沉积。蒸发时, 单位表面上元素的净蒸发速率(物质通量)等于
提高薄膜的沉积速率和真空度，均有助于提高薄膜纯度
蒸发沉积技术的种类
电阻热蒸发 电子束热蒸发 电弧热蒸发 激光束热蒸发 空心阴极热蒸发
电阻式热蒸发装置
特点： 装置简单，应用广泛 需要针对不同的被蒸发材料选择加热材料和方法 加热温度不能过高，易产生电阻丝等加热材料的污染
A A xA pA (0) M B B B x B pB (0) M A
都将不同于合金中的组元之比
合金中各元素的热蒸发
合金组元的蒸气压之比一般都要偏离合金的原 始成分。当组元A与其他组元的吸引作用力较小时 ，它将拥有较高的蒸气压；反之，其蒸气压将相对 较低。 当需要制备的薄膜成分已知时，由上式可以确 定所需要使用的合金蒸发源的成分。比如，已知在 1350K的温度下，Al的蒸气压高于Cu，因而为了获 得Al-2%Cu成分的薄膜，需要使用的蒸发源的大致 成分应该是Al-13.6%Cu。但当组元差别很大时，这 一方法就失去了可行性。
使用相对较低的气体压力环境
低压PVD环境下：
其他气体分子的散射作用较小，气相分子的运动
路径为一直线；
气相分子在衬底上的沉积几率接近100%
真空蒸发法的特点
蒸发法的显著特点之一是其较高的背底 真空度。在较高的真空度下： 不仅蒸发出来的物质原子或分子具 有较长的平均自由程，可以直接沉 积到衬底表面上; 且还可以确保所制备的薄膜具有较 高的纯净度。
dM s M e cos 2 dAs 4 r
其中， 是衬底表面法线与空间角方向间的偏离角度 ，r 是蒸发源与衬底之间的距离。
薄膜沉积的均匀性
显然，薄膜的沉积速率将与距离r 的平方 成反比，并与衬底和蒸发源之间的方向夹角 有关。当 =0、r 较小时，沉积速率较大
面蒸发源的示意图
物质蒸发源的另一种极端情况是面蒸发源
合金中各元素的热蒸发
合金中原子间的结合力小于在化合物中不
同原子间的结合力。
因而，合金中各元素的蒸发过程可以被近
似视为是各元素相互独立的蒸发过程，就 像它们在纯元素蒸发时的情况一样。
即使如此，合金在蒸发和沉积过程中也会
产生成分的偏差。
合金中各元素的热蒸发
例如，当AB二元合金组成理想溶液时, 由拉乌尔 (Raoult)定律，合金中组元B的平衡蒸气压pB将正比于纯 组元B的平衡蒸气压pB(0)和该组元的摩尔分数xB pB=xB pB(0) 因而，A、B两组元的蒸气压之比 pA/pB=xApA(0)/xBpB(0) 或, 两组元蒸发速度之比
电子束蒸发装置的示意图
特点： 蒸发温度高 污染小，适用于高纯、难熔物质的蒸发 热效率较低 导致产生一定的辐射
石墨没有熔点，而其升华温度又很高，因而多利用 石墨电极的放电过程来使碳元素发生热蒸发
元素蒸发时的形态
一般认为，纯元素多是以单个原子、但 有时也可能是以原子团的形式蒸发进入气相 的。比如： Cu, As2
化合物的热蒸发GaAs的情况
化合物也多是以单个原子、但也有可能以分子的状 态蒸发进入气相。这取决于原子间结合力的强弱
面蒸发源时薄膜沉积的均匀性
面蒸发源时，衬底面积元 dAe上沉积的物质量为
dM s M e cos cos 2 dAs r
其中，Me是面源的物质蒸发总量。影响薄膜沉积速度 的参数中又增加了一个与蒸发源平面法线间的夹角， 即假设了面源蒸发的方向性遵从余弦关系。
实际面源情况下薄膜沉积速率随角度 的变化
薄膜沉积的阴影效应(a)以及利用掩膜进 行薄膜的选择性沉积(b)
薄膜纯度的影响因素
在蒸发沉积的情况下，薄膜的纯度取决于：
蒸发源物质的纯度
加前面两个因素的影响可以依靠使用高纯物质 作为蒸发源、改善蒸发装置的设计而得以避 免，而后一个因素则需要从改善设备的真空 条件入手来加以解决。
化合物的热蒸发
在化合物的蒸发过程中，蒸发出来的物质
蒸气可能具有完全不同于其固态源物质的 化学成分，如SiO2 SiOx, x=02。
另外，气相分子还可能发生一系列的化合
与分解过程。
这些现象的直接后果是沉积后的薄膜成分
可能偏离化合物原来化合物的化学组成!
化合物热蒸发的微观过程
过程类型 化学反应 实例 注释 无分解蒸发 MX(s或l)MX(g) SiO2, B2O3, 薄膜成分与原 AlN, CaF2 始成分相同 固态或液态分解蒸发 MX(s)M(s)+(1/2)X2(g) Ag2S, Ag2Se 沉积物化学成 MX(s)M(l)+(1/n)Xn(g) III-V化合物 分发生偏离 需使用独立的 蒸发源 气态分解蒸发 硫属化合物 MX(s)M(g)+(1/2)X2(g) CdS, CdSe 同上 氧化物 MO2(s)MO(g)+(1/2)O2 SiO2, TiO2 沉积物缺氧； 可在氧气氛中 沉积
M ( pe p h ) 2RT
（g/cm2s）
由于元素的平衡蒸气压随温度的增加很快，因 而对元素蒸发速率影响最大的因素是蒸发源所 处的温度