针对PVD制备薄膜应力的解决办法主要有:1.提高衬底温度,有利于薄膜和衬底间原子扩散,并加速反应过程,有利于形成扩散附着,降低内应力;2.热退火处理,薄膜中存在的各种缺陷是产生本征应力的主要原因,这些缺陷一般都是非平衡缺陷,有自行消失的倾向,但需要外界给予活化能。对薄膜进行热处理,非平衡缺陷大量消失,薄膜内应力降低;3.添加亚层控制多层薄膜应力,利用应变相消原理,在薄膜层之间再沉积一层薄膜,控制工艺使其呈现与结构薄膜相反的应力状态,缓解应力带来的破坏作用,整体上抵消内部应力 真空镀膜是指在真空环境下,将某种金属或金属化合物以气相的形式沉积到材料表面。北京LPCVD真空镀膜
磁控溅射技术比蒸发技术的粒子能量更高,膜基结合力更好,“磁控溅射离子镀膜技术”就是在普通磁控溅射技术的基础上,在被镀工件表面加偏压,金属离子在偏压电场的作用力下,沉积在工件表面,膜层质量和膜基结合力又远远好于普通的磁控溅射镀膜技术。根据靶材的形状,磁控溅射靶可分为圆形磁控溅射靶、平面磁控溅射靶和柱状磁控溅射靶。圆形靶主要用于科研和少量的工业应用,平面靶和柱状靶在工业上大量使用,特别是柱状靶,凭借超高的靶材利用率和稳定的工作状态,越来越多的被使用。MEMS真空镀膜加工平台真空镀膜中离子镀的镀层有高硬度、高耐磨性。
真空镀膜:在真空中制备膜层,包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体等单质或化合物膜。虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段,但一般真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜。真空镀膜有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。真空镀膜技术初现于20世纪30年代,四五十年代开始出现工业应用,工业化大规模生产开始于20世纪80年代,在电子、宇航、包装、装潢、烫金印刷等工业中取得普遍的应用。真空镀膜是指在真空环境下,将某种金属或金属化合物以气相的形式沉积到材料表面(通常是非金属材料),属于物理的气相沉积工艺。因为镀层常为金属薄膜,故也称真空金属化。
真空镀膜:技术原理:PVD(PhysicalVaporDeposition)即物理的气相沉积,分为:真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。我们通常所说的PVD镀膜,指的就是真空离子镀膜和真空溅射镀;通常说的NCVM镀膜,就是指真空蒸发镀膜。真空蒸镀基本原理:在真空条件下,使金属、金属合金等蒸发,然后沉积在基体表面上,蒸发的方法常用电阻加热,电子束轰击镀料,使蒸发成气相,然后沉积在基体表面,历史上,真空蒸镀是PVD法中使用较早的技术。真空镀膜机镀膜常用在相机、望远镜,显微镜的目镜、物镜、棱镜的表面,用以增加像的照度。
磁控溅射一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面,这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。磁控溅射主要利用辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢比较多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,提高溅镀速率。真空镀膜是以真空技术为基础,利用物理或化学方法,为科学研究和实际生产提供薄膜制备的一种新工艺。MEMS真空镀膜加工平台
真空镀膜的操作规程:在离子轰击和蒸发时,应特别注意高压电线接头,不得触动,以防触电。北京LPCVD真空镀膜
通过PVD制备的薄膜通常存在应力问题,不同材料与衬底间可能存在压应力或张应力,在多层膜结构中可能同时存在多种形式的应力。薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在、薄膜与基底界面间的晶格错配等.对于薄膜应力主要有以下原因:1.薄膜生长初始阶段,薄膜面和界面的表面张力的共同作用;2.沉积过程中膜面温度远高于衬底温度产生热应变;3.薄膜和衬底间点阵错配而产生界面应力;4.金属膜氧化后氧化物原子体积增大产生压应力;5.斜入射造成各向异性成核、生长;6.薄膜内产生相变或化学组分改变导致原子体积变化 北京LPCVD真空镀膜
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