薄膜制备技术详解.ppt

对于部分蒸发分解，在源料的分解温度，某一组元为凝聚态，另一组元为气态 * 结合饱和蒸汽压曲线来解释相图，或者定性描绘沉积条件。 * * 用于决定沉积几何 * 实际行程对蒸发沉积的含义就是源和衬底的距离 * 在分子束外延设备的蒸发枪经常n比较大 * 1) 两种源的相对膜厚分布的均匀性都不理想； 2) 点源的膜厚分布稍均匀些； 3) 在相同条件下， 面源的中心膜厚为点源的4倍； 4) 点源的浪费比较严重些。 * * 随着蒸发过程，n逐渐增大 厚度不均匀?电阻不均匀?发热?失效 * 左图为正对着源，右图为侧对着源 * 也适用于溅射镀膜的情况 * * 温度升高，晶粒变大，但是纤维状结构方向不变 * * 简单附着：薄膜和衬底间有很清楚的分界面。是由两个接触面相互吸引形成的。主要发生在两个不相似或不相容的表面相互接触； 扩散附着：由于薄膜和衬底间相互扩散或溶解，形成一个渐变的界面，溅射法中入射粒子能量较大，容易形成这种附着； 中间层附着：薄膜与衬底或衬底与气氛形成化合物； 宏观附着效应：机械锁合以及算垫层吸引。衬底表面比较粗糙时容易形成。 * 1?有良好的热稳定性，化学性质不活泼，达到蒸发温度时加热器本身的蒸汽压要足够底。 2?蒸发源的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度。加热器要有足够大的热容量。 3?蒸发物质和蒸发源材料的互熔性必须很底，不易形成合金。 4?要求线圈状蒸发源所用材料能与蒸发材料有良好的浸润，有较大的表面张力。 5?对于不易制成丝状、或蒸发材料与丝状蒸发源的表面张力较小时，可采用舟状蒸发源。 * 《薄膜技术与薄膜材料》p337-338，清华大学出版社 1?有良好的热稳定性，化学性质不活泼，达到蒸发温度时加热器本身的蒸汽压要足够底。 2?蒸发源的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度。加热器要有足够大的热容量。 3?蒸发物质和蒸发源材料的互熔性必须很底，不易形成合金。 4?要求线圈状蒸发源所用材料能与蒸发材料有良好的浸润，有较大的表面张力。 5?对于不易制成丝状、或蒸发材料与丝状蒸发源的表面张力较小时，可采用舟状蒸发源。 * PBN:热解氮化硼 * the evaporant charge is placed in either a water-cooled crucible or in the depression of a water-cooled copper hearth. The purity of the evaporant is assured because only a small amount of charge melts or sublimes so that the effective crucible is the unmelted skull material next to the cooled hearth. For this reason there is no contamination of the evaporant by Cu. Multiple source units are available for either sequential or parallel deposition of more than one material. * 主要问题在于真空 * 蒸发粒子与激光的入射角度无关 过程解释： 靶吸收激光能量，局部急剧温升； 因为急剧温升，靶材快速液化、气化，从而从表面和周围吸取气化热，造成这些局部的急剧冷却，因此被激光照射表面的下方，比最表面的温度要高； 比最表面温度高的局部，发生爆发式蒸发，从而也将最表面温度较低的层喷射出； * 图表明大角度的时候主要是热蒸发 要想沉积比较均匀的膜，则需要将大角度出射的粒子过滤 * 离子束辅助蒸发沉积 提高材料密度； 增强了膜层的结合力、耐摩擦力、机械强度和表面光洁度； 特点： (1)蒸发速率大，可比电阻蒸发源大10倍左右； (2) 蒸发源的温度稳定，不易产生飞溅现象； (3)蒸发材料是金属时，蒸发材料可产生热量。因此，坩埚可选用和蒸发材料反应最小的材料； (4)蒸发源一次装料，无需送料机，温度控制比较容易，操作比较简单。 缺点： 蒸发装置必须屏蔽，并需要较复杂和昂贵的高频发生器；另外，如果线圈附近的压强超过10-2Pa,高频场就会使残余气体电离，使功耗增大。 高频感应蒸发源 蒸发法在工业生产上的应用 (Web Coating) 包装纸，电容纸，装饰纸 2.5 m，10m/s，5mm/s 讨论： 激光脉冲沉积(PLD) ~ 2 J/脉冲，脉冲频率 ~ 30 Hz ArF (193 nm) KrF (248 nm) XeCl (308 nm) plume is highly directional, cosnq, where 8