原子层沉积(atomiclayer deposition,ALD)技术,亦称原子层外延(atomiclayer epitaxy,ALE)技术,是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积技术。原子层沉积技术起源于上世纪六七十年代,由前苏联科学家Aleskovskii和Koltsov报道,随后,基于电致发光薄膜平板显示器对高质量ZnS: Mn薄膜材料的需求,由芬兰Suntalo博士发展并完善。然而,受限于其复杂的表面化学过程等因素,原子层沉积技术在开始并没有取得较大发展,直到上世纪九十年代,随着半导体工业的兴起,对各种元器件尺寸,集成度等方面的要求越来越高,原子层沉积技术才迎来发展的黄金阶段。进入21世纪,随着适应各种制备需求的商品化ALD仪器的研制成功,无论在基础研究还是实际应用方面,原子层沉积技术都受到人们越来越多的关注。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间(或决定于装料量),并与源和基片的距离有关。北京金属真空镀膜
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。南京真空镀膜真空镀膜机大功率脉冲磁控溅射技术的脉冲峰值功率是普通磁控溅射的100倍,在1000~3000W/cm2范围。
PECVD系统的气源几乎都是由气体钢瓶供气,这些钢瓶被放置在有许多安全保护装置的气柜中,通过气柜上的控制面板、管道输送到PECVD的工艺腔体中。在淀积时,反应气体的多少会影响淀积的速率及其均匀性等,因此需要严格控制气体流量,通常采用质量流量计来实现精确控制。PECVD反应过程中,反应气体从进气口进入炉腔,逐渐扩散至衬底表面,在射频源激发的电场作用下,反应气体分解成电子、离子和活性基团等。分解物发生化学反应,生成形成膜的初始成分和副反应物,这些生成物以化学键的形式吸附到样品表面,生成固态膜的晶核,晶核逐渐生长成岛状物,岛状物继续生长成连续的薄膜。在薄膜生长过程中,各种副产物从膜的表面逐渐脱离,在真空泵的作用下从出口排出。
电子束蒸发是基于钨丝的蒸发。大约 5 到 10 kV 的电流通过钨丝(位于沉积区域外以避免污染)并将其加热到发生电子热离子发射的点。使用永磁体或电磁体将电子聚焦并导向蒸发材料(放置在坩埚中)。在电子束撞击蒸发丸表面的过程中,其动能转化为热量,释放出高能量(每平方英寸数百万瓦以上)。因此,容纳蒸发材料的炉床必须水冷以避免熔化。电子束蒸发设备结构简单,成本低廉,而且可以蒸发高熔点材料,在蒸镀合金时可以实现快速蒸发,避免合金的分馏,其镀膜质量也可以达到较高水平,可以广泛应用于激光器腔面镀膜以及玻璃等各种光学材料表面镀膜,是一种可易于实现大批量生产的成熟镀膜技术。真空镀膜过程可以实现连续化。
真空镀膜:物理的气相沉积技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子或分子,或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术,物理的气相沉积是主要的表面处理技术之一。PVD(物理的气相沉积)镀膜技术主要分为三类:真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。物理的气相沉积的主要方法有:真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜和分子束外延等。相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。真空镀膜中溅射镀膜有很多种方式。汕尾UV真空镀膜
真空镀膜机的优点:可以通过涂料处理形成彩色膜,其装潢效果是铝箔所不及的。北京金属真空镀膜
磁控溅射由于其优点应用日趋增长,成为工业镀膜生产中主要的技术之一,相应的溅射技术与也取得了进一步的发展。非平衡磁控溅射改善了沉积室内等离子体的分布,提高了膜层质量;中频和脉冲磁控溅射可有效避免反应溅射时的迟滞现象,消除靶中毒和打弧问题,提高制备化合物薄膜的稳定性和沉积速率;改进的磁控溅射靶的设计可获得较高的靶材利用率;高速溅射和自溅射为溅射镀膜技术开辟了新的应用领域,具有诱人的成膜效率和经济效益,实验简单方便。北京金属真空镀膜