蒸發(fā)法薄膜制備ppt課件(參考版)
2025-01-18 09:29本頁(yè)面
【正文】 3．壓電元件法 觸針上下移動(dòng)時(shí)，作用在壓電晶體上的力隨著改變，從而使輸出電信號(hào)改變。 2） 基片不平整會(huì)產(chǎn)生 “ 噪聲 ” 誤差 。 2． 阻抗放大法 觸針上下移動(dòng)使電感器間隙 d發(fā)生相應(yīng)變化，使得阻抗改變。 2????LLt反射鏡 2????LLt 用曲率半徑很小 （ um） 的藍(lán)寶石或金剛石觸針 ， 在薄膜表面上移動(dòng) ， 而記錄下表面的起伏 。 不透明薄膜厚度的測(cè)量 －等厚干涉條紋法 若膜厚不均，干涉條紋也就不規(guī)則。 ① 透明薄膜厚度的測(cè)量 測(cè)試條件：?jiǎn)紊?、垂直入射，反射光?qiáng)度將隨膜厚而周期變化。 光程差為： nc(AB+BC) – AN 又，折射定律： ?? s ins in 39。 用一只傳感規(guī)測(cè)出蒸發(fā)物蒸氣與殘余氣體離子電離的大??；用另一只補(bǔ)償規(guī)測(cè)出殘余氣體的離子電流 ， 兩者相減 ， 可得蒸發(fā)速率 。 5% 基片 薄膜 t a （ 2）電容法（適用于介質(zhì)膜） ACt? ??需制上、下電極，且不能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 缺點(diǎn)： （ 1）只能得到平均膜厚；（ 2）當(dāng)石英晶片與蒸發(fā)源位置改變時(shí)，需校準(zhǔn)；（ 3）在濺射法中測(cè)膜厚，易受電磁干擾；（ 4）探頭溫度不能超過(guò) 80℃ 。 特點(diǎn) （ 2）石英晶體振蕩法 原理：利用石英晶體的振蕩頻率隨晶片厚度變化的關(guān)系 ， 在晶片上鍍膜 ， 測(cè)頻率的變化 ，就可求出質(zhì)量膜厚 。 2ug， 若采用間接稱重法，由于薄膜會(huì)立刻吸附水氣，精度要差 1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。 通常： dT≥dM≥dP 二）稱重法 （ 1）微量天平法 將微量天平置于真空室中，基片吊在天平橫梁的一端，稱 出隨膜的淀積而產(chǎn)生的天平傾斜，進(jìn)而積分得到薄膜質(zhì)量，求得膜厚。因此 dM＜ dT 。 7. 膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控 一 ） 膜厚的分類 （ 1）形狀膜厚 dT 薄膜表面是凸凹不平的，存在著一個(gè)平均表面，平均表面到襯底的距離，稱為形狀膜厚。 （ 2）熱壁法 1）蒸發(fā)在石英管中進(jìn)行，通常石英管溫度比基片高，使蒸發(fā)原子、分子通過(guò)石英管被導(dǎo)向基板，生成薄膜。 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：可蒸發(fā)高熔點(diǎn)材料，克服了電阻加熱可能存在的污染及反應(yīng)，又比電子束蒸發(fā)便宜。在 安裝上將氣體直接噴到基片表面。 ： 例： Al（ 蒸發(fā) ） +O2（ 活性氣體 ） → Al2O3 Sn（ 蒸發(fā) ） +O2（ 活性氣體 ） → SnO2 Si（ 蒸發(fā)） +C2H2（ 活性氣體） → SiC 反應(yīng)的位置： A） 蒸發(fā)源表面 ， 會(huì)降低蒸發(fā)速率 ， 盡量避免 B） 源與基片之間 ， 由于氣壓為 102Pa， λ=50cm反應(yīng)的幾率很小 。 C) 有些化合物飽和蒸氣壓低，難于用電阻蒸發(fā)法。 電阻加熱的缺點(diǎn)： A） 化合物的熔點(diǎn)較高，電阻加熱溫度不夠。 為了使膜厚均勻，通常需要旋轉(zhuǎn)。 關(guān)鍵是選取粉末料的粒度，蒸發(fā)溫度和進(jìn)料的速率。 （ 1） 瞬時(shí)蒸發(fā)法 又稱 “ 閃蒸法 ” ， 將細(xì)小的合金顆粒 ， 逐次送到非常熾熱的蒸發(fā)器中 ， 使顆粒在瞬間完全蒸發(fā) 。 Z=1的例子，坡莫合金 活度修正 經(jīng)時(shí)變化（ Z≠1 ） 設(shè)蒸發(fā)初期，易蒸發(fā)成分 A優(yōu)先蒸發(fā)，考察表面成分 1）擴(kuò)散速度 蒸發(fā)速度，蒸發(fā)面表面成分不變，薄膜 成分恒定，可由上式計(jì)算； 2）擴(kuò)散速度 蒸發(fā)速度，蒸發(fā)面表面缺 A， 不久就會(huì)形成成分 B的優(yōu)先蒸發(fā)沉積，制得的薄膜由富 A相向富 B相連續(xù)變化。 1010802021??????? ??CrNiNiCrNiCrNiCrMMPPWWGG活度系數(shù) ABBABABABAMMWWPPGG?????ABBABAMMPPZ ?????絕大多少合金的 Z不 等于 1，意味著成分 偏析。 ABBABABABABABAMMWWPPMMnnPPGG????MP /例： 1527℃ 時(shí)蒸發(fā)鎳鉻合金 （ Ni80%， Cr20%） 。BABBB nnnPP???39。AP 39。39。AP 39。 scmgTMPG AAA ??)/(0 5 239。 PLA的缺點(diǎn)： (1)薄膜表面存在微米 亞微米尺度的顆粒物； (2)制備的薄膜面積較??； (3)某些靶膜成分不一致 。 因此 薄膜的附著力好 ， 易于在低溫下實(shí)現(xiàn)外延生長(zhǎng) ， 特別適合于制作高溫超導(dǎo) 、 鐵電 、 壓電 、電光等功能薄膜 。 ⑶ 蒸發(fā)粒子與等離子混合體能量高 ， 入射原子在襯底表面的擴(kuò)散劇烈 。 (2)準(zhǔn)分子激光波長(zhǎng)短 ， 其輻射頻率位于紫外波段 ， 易于被金屬 、 氧化物 、 陶瓷 、 玻璃 、 高分子材料和塑料等多種材料吸收 。 第二， 由于等離子體的瞬間爆炸式發(fā)射，以及等離子體沿軸向空間的約束效應(yīng)，防止了在輸運(yùn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的成份偏析。 PLA的主要特點(diǎn) (1)PLA法可以生長(zhǎng)和靶材成份一致的多元化合物薄膜，甚至是含有易揮發(fā)元素的多元化合物薄膜。 (3) 在基板上沉積形成薄膜 在絕熱膨脹的等離子體遇到靶對(duì)面的基板后即在上面凝結(jié)形成薄膜 。羽輝的空間分布可用高次余弦 cosn?描述， ?為相對(duì)靶面法線的夾角。在納秒級(jí)短脈沖激光的作用期間，靶體內(nèi)束斑處原子的擴(kuò)散和液相的對(duì)流來(lái)不及發(fā)生，靶材的各組份元素一致氣化，不出現(xiàn)分餾現(xiàn)象。 脈沖激光 燒蝕 （ Pulsed Laser Ablation） 定義：將準(zhǔn)分子激光器所產(chǎn)生的高強(qiáng)度脈沖激光束聚焦于靶材表面，使之產(chǎn)生高溫并熔蝕，并進(jìn)一步產(chǎn)生高溫高壓 等離子體 ，等離子體作定向局域膨脹發(fā)射并在襯底上淀積形成薄膜。
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