北京真空镀膜平台

真空镀膜技术在国民经济各个领域有着广泛应用，特别是近几年来，我国国民经济的迅速发展、人民生活水平的不断提高和高科技薄膜产品的不断涌现。尤其是在电子材料与元器件工业领域中占有极其重要的地位。制膜方法可以分为气相生成法、氧化法、离子注人法、扩散法、电镀法、涂布法、液相生长法等。气相生成法又可以分为物理沉积法化学沉积法和放电聚合法等。本次实验是使用物理沉积法，由于这种方法基本上都是处于真空环境下进行的，因此称它们为真空镀膜技术。真空蒸发、溅射镀膜和离子镀等通常称为物理沉积法，是基本的薄膜制备技术。真空蒸发镀膜法是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，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，凝结形成固态薄膜的方法。真空镀膜离子镀中不同的蒸发源与不同的电离或激发方式可以有多种不同的组合。北京真空镀膜平台

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 福建真空镀膜技术真空镀膜技术有真空蒸发镀膜。

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。

真空镀膜：磁控溅射法：溅射镀膜较初出现的是简单的直流二极溅射，它的优点是装置简单，但是直流二极溅射沉积速率低；为了保持自持放电，不能在低气压(<0。1Pa)下进行；不能溅射绝缘材料等缺点限制了其应用。磁控溅射是由二极溅射基础上发展而来，在靶材表面建立与电场正交磁场，解决了二极溅射沉积速率低，等离子体离化率低等问题，成为目前镀膜工业主要方法之一。磁控溅射与其它镀膜技术相比具有如下特点：可制备成靶的材料广，几乎所有金属，合金和陶瓷材料都可以制成靶材；在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积配比精确恒定的合金；在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜；通过精确地控制溅射镀膜过程，容易获得均匀的高精度的膜厚；通过离子溅射靶材料物质由固态直接转变为等离子态，溅射靶的安装不受限制，适合于大容积镀膜室多靶布置设计；溅射镀膜速度快，膜层致密，附着性好等特点，很适合于大批量，高效率工业生产。近年来磁控溅射技术发展很快，具有代表性的方法有射频溅射、反应磁控溅射、非平衡磁控溅射、脉冲磁控溅射、高速溅射等。真空镀膜有离子镀形式。

电子束蒸发可以蒸发高熔点材料，比一般电阻加热蒸发热效率高、 束流密度大、蒸发速度快，制成的薄膜纯度高、质量好，通过晶振控制，厚度可以较准确地控制，可以广泛应用于制备高纯薄膜和各种光学材料薄膜。电子束蒸发的金属粒子只能考自身能量附着在衬底表面，台阶覆盖性比较差，如果需要追求台阶覆盖性和薄膜粘附力，建议使用磁控溅射。在蒸发温度以上进行蒸发试，蒸发源温度的微小变化即可引起蒸发速率发生很大变化。因此，在镀膜过程中，想要控制蒸发速率，必须精确控制蒸发源的温度，加热时应尽量避免产生过大的温度梯度。蒸发速率正比于材料的饱和蒸气压，温度变化10%左右，饱和蒸气压就要变化一个数量级左右。真空镀膜机在集成电路制造中的应用：晶体管路中的保护层、电极管线等多是采用CVD技术。北京真空镀膜平台

真空镀膜机的优点:具有较佳的金属光泽，光反射率可达97%。北京真空镀膜平台

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）。北京真空镀膜平台