物理氣相淀積ppt課件(2)-wenkub
2023-05-27 12:31:35 本頁(yè)面
【正文】 生化學(xué)反應(yīng)，不形成合金。 λ =k T2189。 真空度與分子平均自由程 高純薄膜淀積必須在高真空度系統(tǒng)中進(jìn)行的理由： ①被蒸發(fā)原子或分子在真空中輸運(yùn)是直線運(yùn)動(dòng)（有效的淀積）。 蒸發(fā)淀積過(guò)程 ①加熱蒸發(fā)：加熱蒸發(fā)源（固態(tài)），產(chǎn)生蒸氣； ②輸運(yùn)：氣化的原子、分子擴(kuò)散到基片表面； ③淀積：氣化的原子、分子在表面凝聚、成核、生長(zhǎng)、成膜； 汽化熱和蒸汽壓 汽化熱△ H—使蒸發(fā)源材料的原子或分子克服固相（或液相）的原子束縛而蒸發(fā)到真空中，并形成具有一定動(dòng)能的氣相原子或分子所獲得的能量。 淀積特點(diǎn)：物理過(guò)程 技術(shù)： ①真空蒸發(fā)：優(yōu)點(diǎn)：淀積速率較高，相對(duì)高的真空度，薄膜質(zhì)量較好 缺點(diǎn)：臺(tái)階覆蓋能力差，淀積多元化合金薄膜時(shí)，組分難以控制。 ② 濺射：優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)成分易控制，淀積薄層與襯底附著性好。 △ H—用來(lái)克服凝聚相中原子間的吸引力。 ②真空度太低，殘余氣體中的氧和水汽，會(huì)使金屬原子或分子在輸運(yùn)過(guò)程中發(fā)生氧化，并使加熱的襯底表面發(fā)生氧化。л d2Pλλ 蒸發(fā)速率 —蒸發(fā)源的溫度影響最大 多組分蒸發(fā) ? 方法：（按蒸發(fā)源分類(lèi)） ①單源蒸發(fā)：具有薄膜組分比例的單一合金靶； 靶源的要求：各組分蒸汽壓接近； ②多源同時(shí)蒸發(fā)：多種靶源，不同溫度，同時(shí)蒸發(fā)； ③多源順序蒸發(fā)：多種靶源，不同溫度，順序蒸發(fā)， 最后高溫退火。 ? 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，蒸發(fā)速率快； 缺點(diǎn)：難以制備高熔點(diǎn)、高純度薄膜。 面蒸發(fā) – 濕潤(rùn)情況下，材料蒸發(fā)面積大且較穩(wěn)定。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ①蒸發(fā)溫度高（ 能量密度高于電阻源 ） ；蒸發(fā)速率較高，可蒸發(fā) W,Mo,Ge,SiO2,Al2O3。 加熱特點(diǎn)：加熱溫度高，可避免坩堝的污染，材料蒸發(fā)速率高，蒸發(fā)過(guò)程易控制。 高頻感應(yīng)加熱源 —通過(guò)高頻感應(yīng)對(duì)坩堝加熱，使蒸發(fā)材料在高頻磁場(chǎng)的感應(yīng)下產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流損失和磁滯損失，使蒸發(fā)材料升溫，直至汽化蒸發(fā)。 ? 濺射過(guò)程：建立在輝光放電的基礎(chǔ)上 ? 濺射定義：具有一定能量的入射離子在對(duì)固體表面轟擊時(shí)，入射離子在與固體表面原子的碰撞過(guò)程中將發(fā)生 能量和動(dòng)量的轉(zhuǎn)移 ，并可能將固體表面的原子濺射出來(lái)。 電離產(chǎn)生的離子和電子在外電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度隨電壓增加而加快。 電壓再 ↑ ，到達(dá)電極的電子和離子數(shù)目不變。 γ 作用 — 正離子對(duì)陰極的碰撞將產(chǎn)生二次電子。處于陰極的邊緣和不規(guī)則處 cd段 —前期輝光放電。 （ 3）屬于自持放電，即不存在自然電離源，電子和正離子來(lái)源于電子的碰撞和正離子的轟擊。放電電壓和電流密度同時(shí)增大。 放電區(qū)域的劃分如圖 （ a）所示。 Aston暗區(qū)：位于陰極右邊，通過(guò)陰極電子被加速。 負(fù)輝光區(qū)：發(fā)光最強(qiáng)的區(qū)域，是已獲加速的電子與氣體原子發(fā)生碰撞而電離的區(qū)域。弧柱中熱量的散失主要依靠熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。 注意：隨著極間距離的縮小，正柱區(qū)和法拉第暗區(qū)將 縮短直至消失；而陰極暗區(qū)和負(fù)輝光區(qū)不受影響。②利用輝光放電的正柱區(qū)產(chǎn)生激光的特性，制做氦氖激光器。 輝光放電屬于等離子體中粒子能量和密度較低、放電電壓較高類(lèi)型。 輝光放電中的碰撞過(guò)程 等離子體中高速運(yùn)動(dòng)的電子與其它粒子的碰撞 — 維持氣體放電的
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