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 真空镀膜技术四五十年代开始出现工业应用。淮南真空镀膜机
原子层沉积技术和其他薄膜制备技术。与传统的薄膜制备技术相比,原子层沉积技术优势明显。传统的溶液化学方法以及溅射或蒸镀等物理方法(PVD)由于缺乏表面控制性或存在溅射阴影区,不适于在三维复杂结构衬底表面进行沉积制膜。化学气相沉积(CVD)方法需对前驱体扩散以及反应室温度均匀性严格控制,难以满足薄膜均匀性和薄厚精确控制的要求。相比之下,原子层沉积技术基于表面自限制、自饱和吸附反应,具有表面控制性,所制备薄膜具有优异的三维共形性、大面积的均匀性等特点,适应于复杂高深宽比衬底表面沉积制膜,同时还能保证精确的亚单层膜厚控制。因此,原子层沉积技术在微电子、能源、信息等领域得到应用。广东真空镀膜实验室真空镀膜镀料离子的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞以及高压电场后,高速冲向工件。
真空镀膜:真空蒸镀是在真空条件下,将镀料靶材加热并蒸发,使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面(或升华),并较终沉积在基体表面上的技术。在整个过程中,气态的原子、分子在真空中会经过很少的碰撞而直接迁移到基体,并沉积在基体表面形成薄膜。蒸发的方法包括电阻加热,高频感应加热,电子束、激光束、离子束高能轰击镀料等。真空蒸镀是PVD法中使用较早的技术。将镀料加热到蒸发温度并使之气化,这种加热装置称为蒸发源。较常用的蒸发源是电阻蒸发源和电子束蒸发源,特殊用途的蒸发源有高频感应加热、电弧加热、辐射加热、激光加热蒸发源等。
所谓的原子层沉积技术,是指通过将气相前驱体交替脉冲通入反应室并在沉积基体表面发生气固相化学吸附反应形成薄膜的一种方法。原子层沉积(ALD)是一种在气相中使用连续化学反应的薄膜形成技术。化学气相沉积:1个是分类的(CVD的化学气相沉积)。在许多情况下,ALD是使用两种称为前体的化学物质执行的。每种前体以连续和自我控制的方式与物体表面反应。通过依次重复对每个前体的曝光来逐渐形成薄膜。ALD是半导体器件制造中的重要过程,部分设备也可用于纳米材料合成。通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面,称为蒸发镀膜。
真空镀膜的物理过程:PVD(物理的气相沉积技术)的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)金属颗粒的气化:即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源(2)镀料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞,产生多种反应。(3)镀料粒子在基片表面的沉积。热蒸发主要是三个过程:1.蒸发材料从固态转化为气态的过程。2.气化原子或分子在蒸发源与基底之间的运输 3.蒸发原子或分子在衬底表面上淀积过程,即是蒸汽凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜的过程。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。成都PVD真空镀膜
真空镀膜机、真空镀膜设备炉门采用悬垂吊挂式平移结构,便于炉外料车与炉内辊轴的对接传递,减少占地空间。淮南真空镀膜机
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。淮南真空镀膜机