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 离子镀是真空蒸发与阴极溅射技术的结合。成都真空镀膜工艺
真空镀膜:近些年来出现的新方法:除蒸发法和溅射法外,人们又综合了这两种方法的优缺点,取长补短,发展出一些新的方法,如:等离子体束溅射等。这种崭新的技术结合了蒸发镀的高效和溅射镀的高性能特点,特别在多元合金以及磁性薄膜的制备方面,具有其它手段无可比拟的优点。高效率等离子体溅射(HighTargetUtilizationPlasmaSputtering(HiTUS))实际上是由利用射频功率产生的等离子体聚束线圈、偏压电源组成的一个溅射镀膜系统。这种离子体源装置在真空室的侧面。该等离子体束在电磁场的作用下被引导到靶上,在靶的表面形成高密度等离子体。同时靶连接有DC/RF偏压电源,从而实现高效可控的等离子体溅射。等离子体发生装置与真空室的分离设计是实现溅射工艺参数宽范围可控的关键,而这种广阔的可控性使得特定的应用能确定工艺参数较优化。与通常的磁控溅射相比,由于磁控靶磁场的存在而在靶材表面形成刻蚀环不同,HiTUS系统由于取消了靶材背面的磁铁,从而能对靶的材料实现各个方面积均匀。钛金真空镀膜技术真空镀膜中离子镀的镀层厚度均匀。
真空镀膜:多弧离子镀:多弧离子镀又称作为电弧离子镀,由于在阴极上有多个弧斑持续呈现,所以称作为“多弧”。多弧离子镀的主要特点说明:阴极电弧蒸发离化源可从固体阴极直接产生等离子体,而不产生熔池,所以可以任意方位布置,也可采用多个蒸发离化源。镀料的离化率高,一般达60%~90%,卓著提高与基体的结合力改善膜层的性能。沉积速率高,改善镀膜的效率。设备结构简单,弧电源工作在低电压大电流工况,工作较为安全。广东省科学院半导体研究所。
真空镀膜的方法:真空蒸镀法:真空蒸镀是将装有基片的真空室抽成真空,然后加热被蒸发的镀料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸气流,入射到基片表面,凝结形成固体薄膜的技术。根据蒸发源的不同可以将真空蒸镀分为电阻加热蒸发源、电子束蒸发源、高频感应蒸发源及激光束蒸发源蒸镀法。电阻蒸发源是用低电压大电流加热灯丝和蒸发舟,利用电流的焦耳热是镀料熔化、蒸发或升华。这种方式结构简单,造价低廉,使用相当普遍。采用真空蒸镀法在纯棉织物表面制备负载TiO2织物,紫外线透过率都比未负载的纯棉织物的低,具有好的抗紫外线性能,制备TiO2薄膜时,膜层较均匀,当在玻璃表面蒸镀一层铬钛、镍钛合金等装饰薄膜,装饰效果,光学、耐磨、耐蚀性能良好。真空镀膜是指在真空室中,利用荷能粒子轰击靶表面,使靶材的原子或分子从表面发射出来。
PECVD(等离子体增强化学气相沉积法)工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子,就会使中性反应气体分子变成碎片或处于激发的状态容易发生反应,以在衬底在300-350℃就可以得到良好的氧化硅或者氮化硅薄膜,可以在器件当中作为钝化绝缘层,来提高器件的可靠性。氧化硅薄膜主要用到的气体为硅烷和笑气,氮化硅薄膜主要用到的气体为氨气和硅烷。采用PECVD镀膜对器件有一定的要求,因为工艺温度比较高,所以器件需要耐高温,高温烘烤下不能变形。真空镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工的新技术,是表面工程技术领域的重要组成部分。UV光固化真空镀膜机
真空镀膜机的优点:具有优良的耐折性和良好的韧性,比较少出现小孔和裂口。成都真空镀膜工艺
真空蒸发镀膜是在真空室中,加热蒸发容器待形成薄膜的原材料,使其原子或者分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到衬底或者基片表面,凝结形成固态薄膜的方法。真空蒸发镀膜法,设备比较简单、容易操作、制成的薄膜纯度高、质量好、膜厚容易控制,成膜速率快,效果高。在一定温度下,在真空当中,蒸发物质的蒸气与固体或液体平衡过程中所表现出的压力, 称为该物质的饱和蒸气压。此时蒸发物表面液相、气相处于动态平衡,即到达液相表面的分子全部粘接而不离开,并与从液相都气相的分子数相等。物质的饱和蒸气压随温度的上升而增大,在一定温度下,各种物质的饱和蒸气压不相同,且具有恒定的数值。相反,一定的饱和蒸气压必定对应一定的物质的温度。成都真空镀膜工艺