【正文】 區(qū)域，并在工件表面沉積，形成薄膜。所以在蒸發(fā)鍍膜之前，基片的清潔是十分重要的。 ?與基片的潔凈程度有關(guān)。由于室內(nèi)活性氣體減少，提高了膜層質(zhì)量。 (2) 對蒸發(fā)材料加熱除氣。 (3) 提高真空度。 使鐘罩內(nèi)壁 、 內(nèi)部夾具 、 基片等器件上吸附的氣體解吸出來 ， 由真空泵排除 。 水汽可與金屬膜反應(yīng) ， 生成氧化物而釋放出氫；或與熱源 (如鎢絲 )作用 ， 生成氫和一種氧化物 。 在大多數(shù)系統(tǒng)中 ， 水汽是殘余氣體的主要組成部分 。即使在高真空的條件下，單位時間內(nèi)與基片碰撞的氣體分子數(shù)也是十分可觀的。 ? 污染作用。 真空蒸發(fā)鍍膜 真空室內(nèi)的殘余氣體 對于一個具有密閉的、潔凈的、設(shè)計良好的真空系統(tǒng)的鍍膜機來說，當(dāng)氣壓為 ?104Pa時，除了蒸發(fā)源在蒸發(fā)時釋氣外 (如果蒸鍍材料較純，這種釋氣是不多的 )，真空室內(nèi)壁解吸的吸附氣體分子是主要的氣體來源。 ??真空蒸發(fā)鍍膜 若設(shè)蒸發(fā)出的分子數(shù)為 z0， 在遷移途中發(fā)生碰撞的分子數(shù)為 z1，蒸發(fā)源到基片的距離為 l， 則發(fā)生碰撞的分子數(shù)占總蒸發(fā)分子數(shù)的比率可又下式求出： )e x p (101?lzz ???即遷移途中發(fā)生碰撞的分子數(shù) )]ex p (1[01 ?lzz ???碰撞分子數(shù)與蒸發(fā)源到基片距離的關(guān)系 由上式可以算出： 當(dāng)蒸發(fā)源到基片的距離 l = ， 則 z1 = 63%z0 當(dāng)蒸發(fā)源到基片的距離 l = 10 ，則 z1 = 9 %z0 ??即蒸發(fā)源到基片的距離愈大，發(fā)生碰撞的分子數(shù)愈少。 在壓力 p = ?104Pa時 ， 雖然在每 cm3 空間中還有 ?1010個分子 ， 但分子在兩次碰撞之間 ， 有約 50m長的自由途徑 。 真空蒸發(fā)鍍膜 ?輸運過程 蒸發(fā)材料分子進入氣相，就在氣相內(nèi)自由運動，其運動的特點和真空度有密切關(guān)系。特別是氧化物 ， 它可以在被蒸鍍金屬上生成不易滲透的膜皮而影響蒸發(fā) 。 M— 材料的摩爾質(zhì)量 (g/mol) T— 熱力學(xué)溫度 (?K) 若用單位面積 、 單位時間內(nèi)蒸發(fā)的質(zhì)量 ， 則有： )scm/()1( 22/122 ??? 個分子TMpz x蒸鍍材料受熱蒸發(fā)的速率由下式給出： )sg / cm()( 22/12 ??? ? TMpG xz 所以 ， 影響材料蒸發(fā)速度的因素 ， 包括： 材料的蒸汽壓 px， 材料的摩爾質(zhì)量 M， 蒸發(fā)溫度 T 另外 ， 還有 蒸鍍材料表面潔凈程度 。 真空蒸發(fā)鍍膜 z— 單位時間內(nèi)單位面積上蒸發(fā)出的分子數(shù) 。 以金屬鋁為例 ， 在一個大氣壓條件下 ， 鋁要加熱到 2400?C才能達到沸騰而大量蒸發(fā) ， 但在 ， 只要加熱到 847?C就可以大量蒸發(fā) 。 在真空的條件下 ， 金屬或非金屬材料的蒸發(fā)與在大氣壓條件下相比要容易得多 。 (2)缺點： 薄膜附著力較?。? 結(jié)晶不夠完善； 工藝重復(fù)性不夠好； 膜厚不易控制； 薄膜質(zhì)量不是很好。 物理氣相沉積 真空蒸發(fā)鍍膜 要點： ●真空蒸發(fā)原理 ●蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 ●蒸發(fā)源的類型 ●合金及化合物的蒸發(fā) 真空蒸發(fā)鍍膜法 (簡稱真空蒸鍍 )是在真空室中，加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸氣流，入射到基片表面，凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方法。 ? 代表性技術(shù)：蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜； ? 技術(shù)特點：真空度高、沉積溫度低、設(shè)備相對比較簡單。 真空蒸發(fā)鍍膜 物理氣相沉積 (Physical Vapor Deposition， PVD) 利用某種物理過程，如物質(zhì)的熱蒸發(fā)或在受到粒子轟擊時物質(zhì)表面原子的濺射等現(xiàn)象，實現(xiàn)物質(zhì)原子從源物質(zhì)到薄膜的可控轉(zhuǎn)移的過程。薄膜制備技術(shù) 外延制膜技術(shù) 化學(xué)沉積鍍膜 真空蒸發(fā)鍍膜 ?薄膜生長方法是獲得薄膜的關(guān)鍵 。 ?薄膜材料的質(zhì)量和性能不僅依賴于薄膜材料的化學(xué)組成 ， 而且與薄膜材料的制備技術(shù)具有一定的關(guān)系 。 塊狀材料 (靶材 ) 薄膜 物質(zhì)輸運 能量輸運 能量 襯底 真空蒸發(fā)鍍膜 ? 方法的核心點： 薄膜材料通過物理方法產(chǎn)生并輸運到基體表面的鍍膜方法 ； ? 通常是固體或熔融源； ? 一般來說，在氣相或襯底表面沒有化學(xué)反應(yīng)； ? 需要相對較低的氣體壓力環(huán)境 ： a)其他氣體分子對于氣相分子的散射作用較小 ； b)氣相分子的運動路徑近似為一條直線； c)氣相分子在襯底上的沉積幾率接近 100%。薄膜質(zhì)量可控度小、表面容易不均勻。 真空蒸發(fā)鍍膜 真空蒸發(fā)鍍膜 加熱絲 加熱舟 坩堝 盒狀源（ Knudsen Cell） 常用蒸發(fā)源 真空蒸發(fā)鍍膜 一、真空蒸發(fā)鍍膜法 (1)優(yōu)點： 成膜速度快： ~50μm/min， 設(shè)備比較簡單，操作容易； 制得薄膜純度高； 用掩?？梢垣@得清晰的圖形； 薄膜生長機理較單純。 真空蒸發(fā)鍍膜 基本過程： （ 1）加熱 蒸發(fā)過程 ，凝聚相 → 氣相 該階段的主要作用因素：飽和蒸氣壓 （ 2） 輸運過程 ，氣化原子或分子在蒸發(fā)源與基片之間的輸運 該階段的主要作用因素：分子的平均自由程（工作氣壓），源 — 基距 （ 3）基片表面的 淀積過程 ，氣相 → 固相 凝聚 → 成核 → 核生長 → 連續(xù)薄膜 ? 蒸發(fā)過程 鍍膜時 ， 加熱蒸鍍材料 ， 使材料以分子或原子的狀態(tài)進入氣相 。 沸騰蒸發(fā)溫度大幅度下降 ， 熔化蒸發(fā)過程大大縮短 ， 蒸發(fā)效率提高 。 一般材料都有這種在真空下易于蒸發(fā)的特性 。 px— 蒸發(fā)材料的蒸氣壓 (P