0物理气相沉积的原理及技术.pptVIP

  1. 1、本文档共42页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

物理气相沉积

原理及技术PVD

(PhysicalVaporDeposition)什麼是等离子体藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子獲得能量並加速撞擊不帶電中性粒子,由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生離子與另一帶能量的加速電子,這些被釋出的電子,在經由電場加速與其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷,進而使氣體產生崩潰效應(gasbreakdown),形成等离子狀態。等离子体性質1.整體來說,等离子体的內部是呈電中性的狀態,也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密度是相同的。2.因為等离子体中正、負離子的個數幾乎是一比一,因此電漿呈現電中性。3.等离子体是由一群帶電粒子所組成,所以當有一部分受到外力作用時,遠處部份的電漿,乃至整群的電漿粒子都會受到影響,這叫做「等离子体的群體效應」。4.具有良好的導電性和導熱性。PVDPVD顧名思義是以物理機制來進行薄膜堆積而不涉及化學反應的製程技術,所謂物理機制是物質的相變化現象蒸鍍(Evaporation)濺鍍(Sputtering)两种常见的薄膜结构单层膜周期结构多层膜PVD简介所生长的材料以物理的方式由固体转化为气体生长材料的蒸汽经过一个低压区域到达衬底蒸汽在衬底表明上凝结,形成薄膜PVD的特性需要使用固态的或者熔融态的物质作为沉积过程的源物质;源物质经过物理过程而进入气相;需要相对较低的气体压力环境;在气相中及在衬底表面并不发生化学反应“物理吸附”:约束能0.434eV/atom(10cal/mol)比外延生长速率快很多衬底与薄膜材料不一定要有联系厚度范围:典型薄膜:nm─103nm,也可以生长更厚的膜PVD的物理原理PVD所需实验条件高真空(HV)高纯材料清洁和光滑的衬底表面提供能量的电源二.真空蒸镀物质的热蒸发真空蒸镀工艺1.物质的热蒸发2.真空蒸镀工艺非连续蒸镀的工艺流程是:2.1热蒸发热蒸发的缺点电阻加热装置的缺点之一是来自坩埚、加热元件以及各种支撑部件的可能的污染。另外,电阻加热法的加热功率或加热温度也有一定的限制。因此电阻加热法不适用于高纯或难熔物质的蒸发。2.2电子束蒸发用高能聚焦的电子束熔解并蒸发材料材料置于冷却的坩埚内只有小块区域被电子束轰击-坩埚内部形成一个虚的“坩埚”-“skulling”不与坩埚材料交叉污染,清洁。2.3电弧蒸发装置与电子束加热方式相类似的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的污染,加热温度较高的特点,特别适用于熔点高,同时具有一定导电性的难熔金属、石墨等的蒸发。同时,这一方法所用的设备比电子束加热装置简单,因而是一种较为廉价的蒸发装置。在电弧蒸发装置中,使用欲蒸发的材料制成放电的电极。在薄膜沉积时,依靠调节真空室内电极间距的方法来点燃电弧,而瞬间的高温电弧将使电极端部产生蒸发从而实现物质的沉积。控制电弧的点燃次数或时间就可以沉积出一定厚度的薄膜。2.4脉冲激光沉积用高能聚焦激光束轰击靶材蒸发只发生在光斑周围的局部区域蒸发材料被直接从固体转化为等离子体能轰击出来大尺寸的颗粒光束渗透深度小~100A,蒸发只发生在靶材表面三.溅射镀膜溅射镀膜原理真空镀磁控溅射关于溅射薄膜物理气相沉积的第二大类方法是溅射法。这种方法利用带有电荷的离子在电场中加速后具有一定动能的特点,将离子引向预被溅射的物质做成的靶电极。在离子能量合适的情况下,入射离子在与靶表面原子的碰撞过程中将后者溅射出来。这些被溅射出来的原子带有一定的动能,并且会沿着一定的方向射向衬底,从而实现薄膜的沉积。在此过程中,离子的产生过程与等离子体的产生或气体的放电现象密切相关。因而,我们首先需要对气体放电这—物理现象有所了解,其后再详细介绍离子溅射以及薄膜的沉积过程。最后,我们还将简要介绍各种不同的溅射方法,以及多种比较特殊的物理气相沉积技术。气体放电现象与等离子体直流电场作用下物质的溅射现象:在真空系统中,靶材是需要溅射的材料,它作为阴极,相对于作为阳极并接地的真空室处于一定的负电位。沉积薄膜的衬底可以是接地的,也可以是处于浮动电位或是处于一定的正、负电位。在对系统预抽真空以后,充入适当压力的惰性气体,例如以Ar作为放电气体时,其压力范围一般处于10-1-10Pa之间。在正负电极间外加电压的作用下,电极间的气体原子将被大量电离。电离过程使Ar原子电离为Ar+离子和可以独立运动的电子,其中的电子会加速飞向阳极,而带正电荷的正离子则在电场的作用下加速飞向

文档评论(0)

mmhaijing + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档