通過PVD制備的薄膜通常存在應力問題,不同材料與襯底間可能存在壓應力或張應力,在多層膜結構中可能同時存在多種形式的應力。薄膜應力的起源是薄膜生長過程中的某種結構不完整性(雜質、空位、晶粒邊界、錯位等)、表面能態的存在、薄膜與基底界面間的晶格錯配等.對于薄膜應力主要有以下原因:1.薄膜生長初始階段,薄膜面和界面的表面張力的共同作用;2.沉積過程中膜面溫度遠高于襯底溫度產生熱應變;3.薄膜和襯底間點陣錯配而產生界面應力;4.金屬膜氧化后氧化物原子體積增大產生壓應力;5.斜入射造成各向異性成核、生長;6.薄膜內產生相變或化學組分改變導致原子體積變化 真空鍍膜過程可以實現連續化。韶關真空鍍膜廠家
等離子體化學氣相沉積法,利用了等離子體的活性來促進反應,使化學反應能在較低的溫度下進行。優點是:反應溫度降低,沉積速率較快,成膜質量好,不容易破裂。缺點是:設備投資大、對氣管有特殊要求。PECVD,等離子體化學氣相沉積法是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離,使局部形成等離子體,而等離子體化學活性很強,兩種或多種氣體很容易發生反應,在襯底上沉積出所期待的薄膜。為了使化學反應能在較低的溫度下進行,利用了等離子體的活性來促進反應,因此,這種CVD稱為等離子體增強化學氣相沉積。韶關真空鍍膜廠家真空鍍膜是真空應用領域的一個重要方面。
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,在嚴格的監控之下,直接噴射到襯底表面。MBE的突出優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點。
真空鍍膜:在真空中制備膜層,包括鍍制晶態的金屬、半導體、絕緣體等單質或化合物膜。雖然化學汽相沉積也采用減壓、低壓或等離子體等真空手段,但一般真空鍍膜是指用物理的方法沉積薄膜。真空鍍膜有三種形式,即蒸發鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍。真空鍍膜技術初現于20世紀30年代,四五十年代開始出現工業應用,工業化大規模生產開始于20世紀80年代,在電子、宇航、包裝、裝潢、燙金印刷等工業中取得普遍的應用。真空鍍膜是指在真空環境下,將某種金屬或金屬化合物以氣相的形式沉積到材料表面(通常是非金屬材料),屬于物理的氣相沉積工藝。因為鍍層常為金屬薄膜,故也稱真空金屬化。真空鍍膜技術有真空束流沉積鍍膜。
電子束蒸發蒸鍍如鎢(W)、鉬(Mo)等高熔點材料,跟常規金屬蒸鍍,蒸鍍方式需有所蓋上。根據之前的鍍膜經驗,需要在坩堝的結構上做一定的改進。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的溫度。經過實驗的驗證,蒸發高熔點的材料可以采用材料薄片來蒸鍍,如將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,材料只能通過坩堝邊沿來導熱,減緩散熱速率,有利于達到蒸發的熔點。采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。真空鍍膜中離子鍍的鍍層有高硬度、高耐磨性。韶關真空鍍膜廠家
真空鍍膜中離子鍍的鍍層厚度均勻。韶關真空鍍膜廠家
磁控濺射的工作原理是指電子在外加電場的作用下,在飛向襯底過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向襯底,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,并且在該區域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,并在電場的作用下沉積在襯底上。由于該電子的能量很低,傳遞給襯底的能量很小,致使襯底溫升較低。韶關真空鍍膜廠家
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