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蒸镀仪
简介

    蒸镀仪是采用蒸发镀膜法的镀膜仪器。其包括以下基本过程:
    (1)加热蒸发过程:包括由凝聚相转变为气相的过程,每种蒸发物质在不同的温度有不同的饱和蒸气压。
    (2)气态原子或分子在蒸发源与基片之间运输,即原子或分子在环境气氛中的飞行过程。
    (3)蒸发原子或分子在基片表面张得沉积过程。即是蒸发,凝聚,成核,核生长,形成连续的膜。由于基板温度远低于蒸发源温度,因此,气态分子在基片表面将发生直接由气态到固态的相转变过程。

蒸镀优点

    1、能在金属、半导体、绝缘体甚至塑料、纸张、织物表面上沉积金属、半导体、绝缘体、不同成分比的合金、化合物及部分有机聚合物等的薄膜,其适用范围之广是其它方法无法与之比拟的
    2、可以不同的沉积速率、不同的基板温度和不同的蒸气分子入射角蒸镀成膜,因而可得到不同显微结构和结晶形态(单晶、多晶或非晶等)的薄膜
    3、薄膜的纯度很高
    4、易于在线检测和控制薄膜的厚度与成分。厚度控制精度最高可达单分子层量级
    5、排出污染物很少且基本上没有,无“三废”公害

常用蒸发源

    蒸镀仪常用的蒸发源有以下几种:
    1、电阻式蒸发源
    采用高熔点金属做成合适的形状(如加热丝、加热舟、坩埚、盒状源等)装上待蒸发材料,对政法材料进行直接加热蒸发。采用这种蒸发源的时候,对蒸发材料有以下几点要求:
    (1) 蒸发源材料的自身熔点要高;
    (2) 饱和蒸汽压要低;
    (3) 化学性能要稳定,且具有良好的耐热性,热源变化时,功率密度变化较小;
    (4) 成本低;
    (5) 蒸发源对膜材料的“湿润性”好。
    电阻式蒸发源具有以下有点:第一,结构简单、使用方便、造价低廉,因此使用普遍;第二,常用来蒸发蒸发温度小于1500℃的铝、金、银等金属,蒸发一些硫化物、氟化物和某些氧化物。
    2、电子束加热蒸发源
    根据电子束蒸发源的形式不同,可以分为:环形枪、直枪、e型枪和空心阴极电子枪几种。其具有以下优点:
    (1) 与电阻加热源相比可以减少污染;
    (2) 能量集中,使膜料局部表面受到很高的温度, 而其它部分的温度低。因而,可使高熔点(可以高达3000℃)的材料蒸发, 且有较高的蒸发速率;
    (3) 可以准确、方便地控制蒸发温度;
    (4) 有较大的温度调节范围,对高、低熔点的膜料都适用,适用性宽,特别适合蒸镀熔点高达 2000℃左右的氧化物。
    缺点:
    (1) 通常蒸镀的膜层较薄;
    (2) 蒸镀的薄膜组分复杂。
    3、激光蒸发源
    通过聚焦可使激光束功率密度达到106W/cm2 以上,它是以无接触加热的方式使膜料迅速气化,然后淀积在基片上形成薄膜的方法。使用高功率的连续或脉冲激光束作为能源进行薄膜的蒸发沉积的方法被称为激光沉积法。
    优点:
    (1) 能蒸发任何高熔点材料,可以蒸发各种材料,且获得很高的蒸发速率;
    (2) 与电阻加热蒸发源相比可以减少镀膜受污染;
    (3) 非常适合于蒸发化合物或合金;
    (4) 与电子束蒸发源相比,它避免了电子束蒸发膜面带电的缺点。
    缺点:
    (1) 长时间工作,激光进入钟罩窗口处的透镜会受到影响;
    (2) 激光蒸发器较昂贵,且并非对所有材料都显示其优越性;
    (3) 由于蒸发材料温度太高,蒸发粒子(原子、分子、簇团等)多易离子化,从而会对膜结构和特性产生一定影响。
    4、高频感应蒸发源
    优点:
    (1) 它是面蒸发,蒸发速率大,可以比电阻蒸发源大10倍左右;
    (2) 蒸发源的温度均匀稳定,不易产生飞溅现象;
    (3) 蒸发源一次装料,无需送料机构,温度控制较容易,操作比较简单。
    缺点:
    (1) 因为接触易造成污染;
    (2) 只能蒸发导电的膜料;
    (3) 设备必须屏蔽,且需要复杂和昂贵的高频发生器。

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