9.2物理气相沉积技术 物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,.PVD)是指在真空条件下,用物理的方法 使材料(镀料、膜材料)沉积在被镀材料(基片)表面的薄膜制备技术。物理气相沉积可 分为三个阶段:①从蒸发源中发射出粒子:②粒子输运到基片:③粒子在基片上凝结、成 核、长大、成膜。沉积过程中一般不会涉及化学反应,薄膜的形成基本上是一个物理过程。 物理气相沉积对基片材料和膜材料没有太多限制,适用范围较广,几乎所有的材料都可以 用来制备薄膜,但对不同沉积方法而言,也存在一些缺点,如膜厚不均、薄膜与基片结合 牢固度不高,重复性较差等。 物理气相沉积技术主要有真空蒸发沉积法、真空溅射法和真空离子镀法等。 9.2.1真空蒸发沉积法 真空蒸发沉积法又称真空蒸镀法、真空沉积法,是在真空条件下,用不同的加热方法, 使膜材料蒸发或升华为气态,原子或分子从蒸发源转移并沉积在基片表面,同时在基片表 面重新排列或键合。许多材料都可以在其空中蒸发,最终在基片上凝结以形成薄膜。基片 可以采用多种材料。真空蒸发具有操作简单、成膜速度快、效率高等特点,是应用最广泛 的薄膜制备技术。缺点是薄膜与基片结合强度较低,工艺重复性铰差。 根据膜材料的加热方式不同,有不同的真空蒸发镀膜方法,如电阻加热蒸发、电子束 发、高烦感应加热发、微光溶融炭发等渡膜方法 9.2.1.1比阻加热 蒸发源作为电阻,在有电流通过的情况下产生热,以此加热并蒸发膜材料的方式为电 阻加热。图94为一种电阻法加热蒸镀设备简图。进行一步分类,还可分为直接加热蒸发 源和间接加热蒸发源两种。前者,蒸发源材料本身为电阻材料,也是膜材料:后者,膜材 料不导电,必须有蒸发源来加热。 W d) 1一规管2一针阀3一加热器幕材 4一放气阀5、6一阀 凹形金箱D舟形蒸发深 图14电阻法加热蒸镀设备简图 图11-5几种蒸发加热器的示意图 蒸发源材料的选择一般满足以下要求:①在蒸发温度下有足够低的蒸气压,熔点一般 高于蒸发温度:②具有较好的高温热稳定性,不会发生高温蠕变:③具有较好的高温化学