玻璃的特殊蒸镀技术
时间:2015-06-10 阅读:116
⒈ 闪蒸蒸镀法
将需要蒸发的合金材料制成细粒或粉末状,让其一颗一颗地落到高温的坩埚中,每个颗粒在瞬间*蒸发掉。这种方法也适用于三元、四元等多元合金的蒸镀,可以保证膜层组分与膜材合金相一致。但是,对闪蒸蒸镀法的蒸发速率的控制比较困难。
⒉多蒸发源蒸镀法
在制备由多种元素组成的合金薄膜时,原则上可以将这几种元素分别装入各自的蒸发源中,同时加热并分别控制蒸发源的温度,即独立控制各种元素的蒸发速率,以便保证沉积膜层的组分。这种方法要求各个蒸发源之间要屏蔽,防止蒸发源之间相互污染。
<!--[if !supportLists]--><!--[endif]-->
反应蒸镀法是将活性气体引入镀膜室,使活性气体的原子、分子和从蒸发源蒸发出来的膜材原子、分子发生化学反应,从而制备所需要的化合物薄膜的一种方法。粒子间的化学反应可以在空间(即气相状态)也可能在基片上进行,或者两者兼有,不过,一般认为在基片上进行化学反应的几率较大。该反应与蒸发温度、蒸发速度、反应气体的分压及基片的温度等因素有关。作为蒸发源的膜材可以是金属、合金或化合物。反应蒸镀法主要用于制备高熔点的绝缘化合物薄膜。
例如,在蒸发Ti时加入C2H2气体,可获得硬质膜TiC,其反应式为
2Ti+ C2H2→2TiC+H2
而在蒸发Ti时加入N2,可获得硬质膜TiN,其反应式为
2Ti+N2→2TiN
又如,蒸发SnO2-In2O3混合物时加入一定量的O2,可获得ITO透明导电膜。下表列举了用反应蒸镀法制备化合物薄膜的工艺条件。
薄膜 | 膜材 | 蒸发速率/nm·s-1 | 反应气体 | 反应气体压力/Pa | 基片温度/℃ |
Al2O3 | Al | 0.4~0.5 | O2 | 10-3~10-2 | 400~500 |
Cr2O5 | Cr | 约0.2 | O2 | 2×10-3 | 300~400 |
SiO2 | SiO | 约0.2 | O2或空气 | 约10-2 | 100~300 |
Ta2O5 | Ta | 约0.2 | O2 | 10-2~10-1 | 700~900 |
AIN | Al | 约0.2 | NH3 | 约10-2 | 300(多晶) 400~1400(单晶) |
ZrN | Zr |
| N2 |
|
|
TiN | Ti | 约0.3 约0.3 | N2 NH3 | 5×10-2 5×10-2 | 室温 室温 |
SiC | Si |
| C2H2 | 4×10-4 | 约900 |
TiC | Ti |
| C2H2 |
| 约300 |
<!--[if !supportLists]-->⒋ <!--[endif]-->三温度蒸镀法
在制备化合物半导体薄膜时,基片温度对膜层的结构和物理性能的影响是很明显的,因此在制备二元化合物半导体单晶膜时,必须控制基片温度。在这种情况下,将两种膜材分别装入各自的蒸发源内,分别独立的控制两个蒸发源和一个基片的温度(共计三个温度)进行蒸发,故称三温度蒸镀法。这种方法主要用于制备GaAs等Ⅲ~Ⅴ族化合物半导体单晶薄膜。