薄膜制備技術(shù)—濺射法-閱讀頁
2025-06-03 04:10本頁面
【正文】 四 、磁控濺射裝置及特性 四 、磁控濺射裝置及特性 四 、 磁控濺射裝置及特性 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 在存在反應(yīng)氣體的情況下 ， 濺射靶材時 ， 靶材料與反應(yīng)氣體反應(yīng)形成化合物 （ 如氧化物或氮化物 ） ， 這種在沉積的同時形成化合物的濺射稱為反應(yīng)濺射 。 反應(yīng)物要進(jìn)行反應(yīng) ， 必須有足夠高能量去克服反應(yīng)活化能 。 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 活化能越高 ， 活化分子占整個分子總數(shù)得百分?jǐn)?shù)越低 ， 則發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的有效碰撞次數(shù)越少 ， 化學(xué)反應(yīng)速率就越慢 。 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 熱蒸發(fā)粒子的平均能量只有 ， 而濺射粒子可達(dá) 1020eV， 比熱蒸發(fā)高出兩個數(shù)量級 。 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 在存在反應(yīng)氣體的情況下 ， 濺射靶材時 ， 靶材料與反應(yīng)氣體反應(yīng)形成化合物 （ 如氧化物或氮化物 ） ， 這種在沉積的同時形成化合物的濺射稱為反應(yīng)濺射 。 反應(yīng)物要進(jìn)行反應(yīng) ， 必須有足夠高能量去克服反應(yīng)活化能 。 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 ?濺射過程中， 反應(yīng)基本發(fā)生在襯底表面 ，氣相反應(yīng)幾乎可以忽略 . ?靶面同時進(jìn)行著濺射和反應(yīng)生成化合物的兩種過程。 五、反應(yīng)濺射裝置及特性 ?在典型的反應(yīng)濺射系統(tǒng)中，反應(yīng)氣體與靶發(fā)生反應(yīng)，在靶表面形成化合物，稱為 靶中毒 。 ?為解決這一困難，常將反應(yīng)氣體和濺射氣體分別送到襯底和靶材附近，以形成壓強(qiáng)梯度。 采用純金屬作為靶材，通入不同的反應(yīng)氣體，沉積不同的薄膜。 是 真空蒸發(fā)和濺射技術(shù)相結(jié)合 的一種鍍膜方法 ，明顯提高了薄膜的各種性能 ， 大大擴(kuò)充了鍍膜技術(shù)的應(yīng)用范圍 。 普通真空蒸發(fā)的各種電阻蒸發(fā)源都可用于離子鍍 。 離子成膜技術(shù) 離子鍍成膜 1. 離子鍍成膜－－ 射頻離子鍍 ? 射頻離子鍍 是在直流法的基板和蒸發(fā)源之間裝上一個射 頻線圈 ， 使襯底保持負(fù)偏壓 。 ?被蒸鍍物質(zhì)的汽化原子的離化率可達(dá) 10%， 工作壓力僅 為直流離子鍍的 1%。 ? 用于在玻璃和塑料等絕緣體上制備介質(zhì)膜 。 (2)膜層沉積速率快 ， 最高沉積速率可達(dá) 50?m/min。 (4) 繞鍍性能好 。 離子成膜技術(shù) 1. 離子鍍成膜 使用離子鍍 ， 襯底選擇廣泛 。 離子成膜技術(shù) 2. 離子束成膜 ?真空蒸發(fā) 、 濺射及離子鍍技術(shù)的共同缺點(diǎn)是不能確定到達(dá)基片的粒子流 ， 也不能完全控制入射粒子的數(shù)目 、 入射角及粒子能量等參數(shù) 。 ?這種方法稱為離子束成膜技術(shù) 。 在離子束濺射沉積中 ， 用離子源發(fā)出離子 ，經(jīng)引出 、 加速 、 取焦 ， 使其成為束狀 ， 用此離子束轟擊置于高真空室中的靶 ， 將濺射出的原子進(jìn)行鍍膜 。 離子成膜技術(shù) 2. 離子束成膜 在離子束濺射沉積中 ，由離子源產(chǎn)生的離子束通過引出電極引入真空室 ， 打到靶材上濺射 ，實現(xiàn)薄膜沉積 。 離子成膜技術(shù) 離子成膜技術(shù) 濺射沉積 離子成膜技術(shù) 濺射沉積 （ 2）離子束沉積（ IBD） 又稱為一次離子束沉積，由固態(tài)物質(zhì)的離子束直接打在襯底上沉積而形成薄膜。 三種現(xiàn)象不能截然分開，通常是同時存在的。 ?IBD所使用的離子束是固態(tài)物質(zhì)的離子，通常為金屬。 ?產(chǎn)生固態(tài)物質(zhì)的離子源通常用熱陰極和融化的金屬之間進(jìn)行低壓弧光放電來產(chǎn)生，用惰性氣體或自持放電來維持。 離子成膜技術(shù) －－ 離子束沉積 離子成膜技術(shù) －－ 離子束沉積 （ 3） 簇團(tuán)離子束沉積（ IBD） ? 被蒸發(fā)的物質(zhì)置于坩堝中 ， 蒸發(fā)后由噴嘴向高真空沉積室噴射 ，利用過冷現(xiàn)象 ， 形成 簇團(tuán) 。 ? 沒有被離化的中性原子集團(tuán)也會參與薄膜的沉積過程 ， 其動能與由噴嘴射出時的速度相對應(yīng) 。 ? 離子束的能量一般為 20400KeV， 當(dāng)注入的離子濃度非常大 時 ， 有過剩的原子析出來 ， 注入離子和襯底物質(zhì)元素發(fā)生化學(xué) 反應(yīng) ， 形成化合物或合金薄膜 。 ?可在低溫下進(jìn)行 ， 薄膜質(zhì)量好 ， 可控制入射離子的能量大小 、 束流強(qiáng)度和時間等 。 2. 簡述輝光放電的產(chǎn)生過程。 3. 分析濺射沉積的特點(diǎn)。 5. 描述磁控濺射的基本原理，討論磁控濺射系統(tǒng)是怎樣提高沉積速率的？ 6. 什么是反應(yīng)濺射？分析靶中毒的原因。 8. 什么是離子束濺射鍍膜？與普通濺射相比，離子束濺射沉積的
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