物理氣相沉積ppt課件-在線瀏覽
2025-06-20 22:09本頁面
【正文】 ，還可以同時用 具有一定能量的離子轟擊膜層，目的是改變膜 層的結構和性能，這種鍍膜技術稱為 離子鍍 。 定義： 在真空條件下，用加熱蒸發(fā)的方法使鍍 料轉化為氣相，然后凝聚在基體表面的方法稱為 蒸發(fā)鍍膜，簡稱蒸鍍。 蒸發(fā)鍍膜過程是由 鍍材物質蒸發(fā)、蒸發(fā)材料粒子的 遷移和蒸發(fā)材料粒子在基板表面沉積 三個過程組成。 二、蒸發(fā)方法 蒸發(fā)源：加熱待蒸發(fā)材料并使之揮發(fā)的器具稱為 蒸發(fā)源，也稱加熱器。 對蒸發(fā)源材料的基本要求是：高熔點，低蒸氣 壓，在蒸發(fā)溫度下不會與膜料發(fā)生化學反應或 互溶，具有一定的機械強度，且高溫冷卻后脆 性小等性質。 按照蒸發(fā)材料的不同，可制成絲狀、帶狀和板狀等。 由于是直接在蒸發(fā)物質中加熱，避免了蒸發(fā)物質與容器的反應和蒸發(fā)源材料的蒸發(fā)，故可制備高純度的膜層。 高頻感應加熱 蒸發(fā)源 ：在高頻感應線圈中放入氧化鋁和石墨坩堝，蒸鍍的材料 置于坩鍋中，通過高頻交流電使材料感應加熱而蒸發(fā)。 濺射鍍膜 在真空室中，利用荷能粒子轟擊材料表面，使 其原子獲得足夠的能量而濺出進入氣相，然后在 工件表面沉積的過程。 由于離子易于在電磁場中加速或偏轉，所以荷能粒 子一般為離子，這種濺射稱為 離子濺射 。 一、濺射鍍膜方法 （ 1）直流二極濺射 二極濺射是最早采用的一種濺射方法。陰極 上接 1～ 3kV的直流負高壓，陽極通常接地。 接通電源，陰極靶上的負高壓在兩極間產生輝光 放電并建立起一個等離子區(qū)，其中帶正電的氬離子 在陰極附近的陰極電位降作用下，加速轟擊陰極 靶、使靶物質表面濺射，并以分子或原子狀態(tài)沉積 在基片表面，形成靶材料的薄膜。 缺點有： 因工作壓力較高 , 膜層有沾污；沉積速率低， 不能鍍 10μm以上的膜厚；由于大量二次電子 直接轟擊基片使基片溫升過高。這樣，濺射速率提高，由于沉積真空度提高，鍍層質量得到改善。 其特點是在陰極靶面上建立一個環(huán)狀磁靶， 以控制二次電子的運動，離子轟擊靶面所產生 的二次電子在電磁場作用下，被壓縮在近靶面 作回旋運動，延長了到達陽極的路程，大大提 高了與氣體原子的碰撞概率，因而提高濺射率。這是由于磁控濺射 的鍍膜速率與二極濺射相比提高了一個數(shù)量級。 1974年 Chapin發(fā)明了適用于工業(yè)應用的平面磁控濺射 靶，對進入生產領域起了推動作用。 最常用的氣體是氬氣。 其實際裝置，除為了混合氣體需設置兩個氣體引 入口以及將基片加熱到 500℃ 以外，與兩極濺射和 射頻濺射無多大差別。 二、濺射鍍膜的特點 與真空蒸鍍法相比，有如下特點： ①結合力高； ②容易得到高熔點物質的膜； ③可以在較大面積上得到均一的薄膜； ④容易控制膜的組成； ⑤可以長時間地連續(xù)運轉； ⑥有良好的再現(xiàn)性； ⑦幾乎可制造一切物質的薄膜。 前者包括耐摩、減摩、耐熱、抗蝕等表面強化薄膜 材料、固體潤滑薄膜材料； 后者包括電、磁、聲、光等功能薄膜材料等。 純 Cr的顯微硬度為 425～ 840HV， CrN為 1000～ 350OHV，不僅硬 度高且摩擦系數(shù)小，可 代替水溶液電鍍鉻。 用 TiN，
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