常用的薄膜制备方式主要有两种,其中一种是物理法气相沉积(PVD),PVD的方法有磁控溅射镀膜、电子束蒸发镀膜、热阻蒸发等。另一种是化学法气相沉积(CVD),主要有常压CVD、LPCVD(低压沉积法)、PECVD(等离子体增强沉积法)等方法。真空镀膜的工艺流程:真空镀膜的工艺流程一般依次为:前处理及化学清洗(材料进行有机清洗和无机清洗)→衬底真空中烘烤加热→等离子体清洗→金属离子轰击→镀金属过渡层→镀膜(通入反应气体)。真空镀膜中离子镀的镀层有高硬度、高耐磨性。信阳真空镀膜
真空镀膜:离子镀膜法:目前比较常用的组合方式有:活性反应蒸镀法(ABE)。利用电子束加热使膜材气化;依靠正偏置探极和电子束间的低压等离子体辉光放电或二次电子使充入的氧气、氮气、乙炔等反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,蒸镀效率高,能获得三氧化铝、氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)等薄膜;可用于镀机械制品、电子器件、装饰品。空心阴极离子镀(HCD)。利用等离子电子束加热使膜材气化;依靠低压大电流的电子束碰撞使充入的气体Ar或其它惰性气体、反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,离化率高,电子束斑较大,能镀金属膜、介质膜、化合物膜;可用于镀装饰镀层、机械制品。信阳真空镀膜真空镀膜镀的薄膜与基体结合强度好,薄膜牢固。
真空镀膜:等离子体镀膜:在物理的气相沉积中通常采用冷阴极电弧蒸发,以固体镀料作为阴极,采用水冷使冷阴极表面形成许多亮斑,即阴极弧斑。弧斑就是电弧在阴极附近的弧根。在真空条件下,用引弧针引弧,使真空金壁(阳极)和镀材(阴极)之间进行弧光放电,阴极表面快速移动着多个阴极弧斑,不断迅速蒸发甚至“异华”镀料,使之电离成以镀料为主要成分的电弧等离子体,并能迅速将镀料沉积于基体。在极小空间的电流密度极高,弧斑尺寸极小,估计约为1μm~100μm,电流密度高达105A/cm2~107A/cm2。
真空镀膜:反应性离子镀:如果采用电子束蒸发源蒸发,在坩埚上方加20V~100V的正偏压。在真空室中导入反应性气体,如氮气、氧气、乙炔、甲烷等反应性气体代替氩气,或在此基础上混入氩气。电子束中的高能电子可以达到几千至几万电子伏特的能量,不仅可以使镀料熔化蒸发,而且能在熔化的镀料表面激励出二次电子。二次电子在上方正偏压作用下加速,与镀料蒸发中性粒子发生碰撞而电离成离子,在工件表面发生离化反应,从而获得氧化物(如TeO2、SiO2、Al2O3、ZnO、SnO2、Cr2O3、ZrO2、InO2等)。其特点是沉积率高,工艺温度低。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。
蒸发法镀膜是将固体材料置于真空室内,在真空条件下,将固体材料加热蒸发,蒸发出来的原子或分子能自由地弥布到容器的器壁上。当把一些加工好的基板材料放在其中时,蒸发出来的原子或分子就会吸附在基板上逐渐形成一层薄膜。根据蒸发源不同,真空蒸发镀膜法又可 以分为四种:电阻蒸发源蒸镀法;电子束蒸发源蒸镀法;高频感应蒸发源蒸镀法;激光束蒸发源蒸镀法。本实验采用电阻蒸发源蒸镀法制备金属薄膜材料。蒸发镀膜,要求从蒸发源出来的蒸汽分子或原子,到达被镀膜基片的距离要小于镀膜室内残余气体分子的平均自由程,这样才能保证蒸发物的蒸汽分子能无碰撞地到达基片表面。保证薄膜纯净和牢固,蒸发物也不至于氧化。PECVD当中沉积速率过快,会导致氧化硅薄膜速率过快,说明薄膜质量比较差。信阳真空镀膜
广义的真空镀膜还包括在金属或非金属材料表面真空蒸镀聚合物等非金属功能性薄膜。信阳真空镀膜
真空镀膜:电子束蒸发是真空蒸镀的一种方式,它是在钨丝蒸发的基础上发展起来的。电子束是一种高速的电子流。电子束蒸发是真空镀膜技术中一种成熟且主要的镀膜方法,它解决了电阻加热方式中膜料与蒸镀源材料直接接触容易互混的问题。电子束蒸发法是真空蒸发镀膜的一种,是在真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料,使蒸发材料气化并向基板输运,在基底上凝结形成薄膜的方法。在电子束加热装置中,被加热的物质放置于水冷的坩埚中,可避免蒸发材料与坩埚壁发生反应影响薄膜的质量,因此,电子束蒸发沉积法可以制备高纯薄膜,同时在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚,实现同时或分别蒸发,沉积多种不同的物质。通过电子束蒸发,任何材料都可以被蒸发。信阳真空镀膜