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玻璃的特殊蒸镀技术

时间:2015-06-10      阅读:110

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。

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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

NH

约10-2

300(多晶)

400~1400(单晶)

ZrN

Zr

 

N2

 

 

TiN

Ti

约0.3

约0.3

N2

NH

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]--><!--[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。

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