薄膜的蒸发沉积原理与技术.pptxVIP

真空中的薄膜热蒸发沉积

---原理、技术、厚度控制刘定权编写2010年12月18日上海

主要内容SITP-CASDINGQUANLIU关于薄膜的一些基本概念材料在真空中的热蒸发薄膜在真空中的沉积生长膜层厚度控制与均匀性热蒸发薄膜的一些应用

1关于薄膜的一些基本概念不同的用途有不同的概念:(1)光学的人讲,能够产生干涉的薄层;(2)电子学认为,厚度不能超过1μm;(3)物理学认为,是2维结构的材料;(4)生物学认为,细胞等组织的保护层;(5)农业生产中,甚至厚度到100μm以上的塑料纸也称薄膜;------1.1什么是薄膜?DINGQUANLIU

1关于薄膜的一些基本概念(1)空气态的薄膜,入牛顿环;(2)液体态的薄膜;(3)固体态的薄膜,是2维结构的材料;------我们经常使用和概念中的薄膜,就是固体态的薄膜,而且指由无机材料组成、厚度在微米量级以下的两维结构，薄膜应该具有连续的形态。1.2薄膜的一些基本形态

1关于薄膜的一些基本概念(1)薄膜以非晶态结构居多;(2)有的薄膜以多晶态形式出现，含有非晶成分;(3)单晶体的薄膜难以得到，通常需要很高的沉积温度、好的真空度、严格的材料选择;如果单从薄膜的使用强度考虑，非晶态薄膜可能更好。1.3薄膜的晶体结构

1关于薄膜的一些基本概念(1)薄膜的聚集密度：指膜层中材料体积占有总体积的比值，常以小于1的两位小数表示。越接近于1，膜层越致密，质量越好；有的膜层甚至低于0.50。(2)薄膜的MDT模型图：1.4薄膜的聚集情况DINGQUANLIU

1关于薄膜的一些基本概念真空度的影响：残余气体分子与沉积粒子(原子、分子、团粒等)碰撞，影响沉积动能和方向，易形成松散结构。真空度对蒸发镀金属膜层微结构的影响：1.4薄膜的聚集情况

1关于薄膜的一些基本概念(1)薄膜中的压应力：膜层中聚集密度较大时，膜层中“柱状结构”相互排斥，它们受到挤压的作用。(2)薄膜中的张应力：膜层中聚集密度较小时，膜层中“柱状结构”相互吸引，它们受到拉伸的作用。1.5薄膜的应力

1关于薄膜的一些基本概念(1)牢固度用附着力来表述：基片与膜层之间存在相互作用的附着能，附着能对两者之间的距离微分，微分最大值就是附着力。(2)薄膜牢固度的增加：洁净的基片；膜层与基片良好的接触；较高的沉积温度增加扩散；高真空让沉积粒子直接到达；适当的应力控制，等等。1.6薄膜的牢固度DINGQUANLIU

2材料在真空中的热蒸发(1)材料在真空中出气；(2)某些镀膜材料在高真空中有微量的质量损失。这些对镀膜工艺和薄膜质量有影响。2.1材料在高真空中的表现

2材料在真空中的热蒸发(1)加热蒸发固体—液体—气体(2)受热升华固体—----—气体因材料而异。2.2材料在真空中的转变

2材料在真空中的热蒸发(1)电阻加热方式适合低熔点材料。能量相对较小。(2)电子枪加热方式能量更大，更集中，适合高熔点材料，非升华材料。2.3材料在真空中的热蒸发DINGQUANLIU

2材料在真空中的热蒸发(1)材料的熔点材料开始转化为液体的温度。蒸汽压较小，还不能实现有效的薄膜沉积。(2)蒸发温度能够实现有效蒸发的温度。通常认为是对应材料产生1.33Pa蒸汽压（材料表面）的温