《薄膜成膜技術(shù)》ppt課件-文庫吧
2025-04-27 13:55 本頁面
【正文】 膜方法 相對于厚膜，薄膜成膜方法很多，分類方法也不一樣。一種是按干式和濕式分類。在干式中，有以真空蒸鍍、濺射蒸鍍、離子鍍?yōu)榇淼奈锢須庀喑练e (PVD)和化學(xué)氣相沉積 (CVD)等；濕式中有電鍍、化學(xué)鍍、陽極氧化等。 1) 真空蒸發(fā) (鍍 )及濺射法 真空蒸發(fā)是將鍍料在真空中加熱、蒸發(fā)，使蒸氣原子團在溫度較低的基板上析出形成薄膜。這種方法主要用于 Au,Cu,Ni,Cr等導(dǎo)體材料及電阻材料的成膜。 濺射鍍是將放電氣體導(dǎo)入真空，在輝光放電下產(chǎn)生正離子加速轟擊處于陰極的靶材，使濺射出的原子沉積于基板上。這種方法一般多用于氧化物、氮化物等絕緣材料及合金材料的成膜。 2) CVD法 CVD法泛指氣態(tài)原料通過化學(xué)反應(yīng)生成固體薄膜的沉積過程。該化學(xué)反應(yīng)可以是氣態(tài)化合物由基板表面向其內(nèi)部的擴散，氣態(tài)化合物和基板表面的反應(yīng)，氣態(tài)化合物的分解，或者氣態(tài)化合物之間的反應(yīng)等。 CVD法成膜材料范圍廣泛，除堿金屬，堿土金屬之外，幾乎所有的材料均可以成膜，特別適用于絕緣膜、超硬膜等特殊功能的膜的沉積。 3) 電鍍和化學(xué)鍍 電鍍和化學(xué)鍍是依靠電場反應(yīng)，使金屬從金屬鹽溶液中析出成膜的方法。對于電鍍來說，促進析出的還原能量由外部電源提供；對于化學(xué)鍍來說，需要添加還原劑。電鍍或化學(xué)鍍的特點是，可對大尺寸基板批量成膜，與其他成膜方法相比，設(shè)備投資低，但需要考慮環(huán)境保護問題。 本課程重點講述干式成膜法中的真空蒸發(fā)和離子濺射。 一、真空蒸發(fā) 具體作法是使用真空機組把淀積室內(nèi)的壓強降到 托以下，然后采用電阻加熱，電子轟擊等方法通過高熔點材料制成的蒸發(fā)源或直接把蒸發(fā)料加熱到使大量原子或分子離開其表面，并淀積到基片上。 410?“托”是表示真空度大小的單位。真空是指低于 1標準大氣壓的氣態(tài)空間， 用真空度來表征。真空度與氣壓是同一物理概念，真空度越高，氣壓越小 ，真空度越低，氣壓越大。真空度的上限就是一個標準大氣壓，即 760毫 米汞柱。 (1大氣壓 =* pa, 1托 =1/760大氣壓 =) 5101) 蒸發(fā)系統(tǒng) 蒸發(fā)系統(tǒng)的主要部分有： ，為蒸發(fā)過程提供了相應(yīng)的環(huán)境； ，被蒸發(fā)材料被置于此處并加熱；，在它上面形成蒸發(fā)料淀積層； ； e.加熱器 2) 理論基礎(chǔ) 真空蒸發(fā)的具體過程可分為三個階段：從蒸發(fā)源開始的熱蒸發(fā)；蒸發(fā)料原子或分子從蒸發(fā)源向基片渡越；蒸發(fā)料原子或分子淀積在基片上。 a. 粒子的平均自由程與源基距 真空室中蒸發(fā)料被加熱蒸發(fā)，動能大的原子或分子克服內(nèi)聚力而逸出蒸發(fā)料表面。此時，真空室中有兩種粒子，一種是蒸發(fā)物質(zhì)的原子或分子，另一種是殘余氣體分子。它們處在不斷不規(guī)則運動狀態(tài)之下，既彼此碰撞，也與室壁碰撞。單位體積中粒子數(shù) n越多，相互碰撞的機會也越多，平均自由程 就越短。 ? 為了降低碰撞所帶來的對淀積薄膜的污染和提高膜對基片的附著力，要求粒子的平均自由程遠大于蒸發(fā)源與基片之間的距離 (源 — 基距 )，即 每個粒子平均在單位時間內(nèi)與其他粒子相碰的次數(shù)，稱為粒子的碰撞頻率 ,它除了與 n有關(guān)以外，還與粒子的直徑和平均運動速率 有關(guān)。如果近似把粒子看成彈性球，它的有效直徑為 ，則粒子的碰撞頻率為： (1) 因為 所以平均自由程為 (2) 可見，平均自由程僅與粒子的濃度和大小有關(guān)，與平均速度無關(guān)。 l l? ??zv?22z v n???/vz? ?212 n? ???由理想氣體方程
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1