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蒸发镀膜材料

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蒸发镀膜材料

【摘要】:
电子束蒸发镀膜和电弧加热蒸发镀与真空镀膜不同
 
  电子束蒸发镀膜和电弧加热蒸发镀与真空镀膜不同,电子束蒸发镀:使用电子束加热使膜材汽蒸发后,聚结在基片表面成膜是真空蒸镀技术中种重要加热方法,这种装置种类许多,跟着薄膜技术广泛使用,不止对膜种类要求很多,而且对膜质量要求严格谨慎,电阻蒸发镀已满足不了蒸镀某些金属和非金属需求,电子束热源能获得远比电阻热源更大能量密度,数值可达到104-109w/cm2,因此可以将膜材加热至3000-6000c,这就为蒸发难熔金属和非金属材料如钨、钼、锗、SiO2、AI2O3等提供了较好热源,而且由于被蒸镀材料是放在水冷坩埚内,因而可避免容器材料蒸发及容器材料和膜材之间差别,这对提高膜纯度是极为重要,另外热量可直接加到膜材表面上,因此热效率上升,热传导和热辐射损流失,
   高频感应加热蒸发镀:使用感应加热原理把金属加热到蒸发温度,将装有膜层材料坩埚放在螺旋线圈中央,在线圈中通以高频电流,可以使金属膜层材料产生电流将自身加热升温,直至蒸发
电弧加热蒸发镀:与电子束加热方式相类似一种加热方式是电弧放电加热法,它也具有可以避免电阻加热材料或坩埚材料污染,加热温度较高特点,特别适用 于熔点高,同时具有一定导电性难熔金属、石墨等蒸发,同时,这一方法所用设备比电子束加热装置简单,因而是一种较为廉价蒸发装置
真空镀膜中常用方法有真空蒸发和离子溅射,真空蒸发镀膜是在真空度不低于10-2Pa环境中,用电阻加热或电子束和激光轰击等方法把要蒸发材料加热到一定温度,使材料中分子或原子热振动能量超过表面束缚能,从而使大量分子或原子蒸发或升华,并直接沉淀在基片上形成薄膜,离子溅射镀膜是利用气体放电产生正离子在电场作用下高速运动轰击作为阴极靶,使靶材中原子或分子逸出来而沉淀到被镀工件表面,形成所需要薄膜, 
  真空蒸发镀膜最常用是电阻加热法,其优点是加热源结构简单,造价低廉,操作方便;缺点是不适用于难熔金属和耐高温介质材料,电子束加热和激光加热则能克服电阻加热缺点,电子束加热上利用聚焦电子束直接对被轰击材料加热,电子束动能变成热能,使材料蒸发,激光加热是利用大功率激光作为加热源,但由于大功率激光器造价很高,目前只能在少数研究性实验室中使用, 
溅射技术与真空蒸发技术有所不同,“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子或分子从表面射出现象,射出粒子大多呈原子状态,常称为溅射原子,用于轰击靶溅射粒子可以是电子,离子或中性粒子,因为离子在电场下易于加速获得所需要动能,因此大都采用离子作为轰击粒子,溅射过程建立在辉光放电基础上,即溅射离子都来源于气体放电,不同溅射技术所采用辉光放电方式有所不同,直流二极溅射利用是直流辉光放电;三极溅射是利用热阴极支持辉光放电;射频溅射是利用射频辉光放电;磁控溅射是利用环状磁场控制下辉光放电, 
溅射镀膜与真空蒸发镀膜相比,有许多优点,如任何物质均可以溅射,尤其是高熔点,低蒸气压元素和化合物;溅射膜与基板之间附着性好;薄膜密度高;膜厚可控制和重复性好等,缺点是设备比较复杂,需要高压装置, 
  将蒸发法与溅射法相联合,即为离子镀,这种方法优点是得到膜与基板间有很强附着力,有较高沉积速率.---立车光电材料
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