基片温度对薄膜结构有较大影响,基片温度高,使吸附原子的动能增大,跨越表面势垒的几率增多,容易结晶化,并使薄膜缺陷减少,同时薄膜内应力也会减少,基片温度低,则易形成无定形结构膜。 材料饱和蒸汽压随温度的上升而迅速增大,所以实验时必须控制好蒸发源温度。蒸发镀膜常用的加热方法时电阻大电流加热,采用钨,钼,铂等高熔点的金属。真空镀膜时,飞抵基片的气化原子或分子,一部分被反射,一部分被蒸发离开,剩下的要么结合在一起,再捕获其他原子或分子,使得自己增大;或者单个原子或分子在基片上自由扩散,逐渐生长,覆盖整个基片,形成镀膜。注意的是基片的清洁度和完整性将影响到镀膜的形成速率和质量真空镀膜中离子镀的镀层无小孔。肇庆PVD真空镀膜
磁控溅射可改变工作气体与氩气比例从而进行反应溅射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氩气作为工作气体,而氮气作为反应气体,反应能得到SiNx薄膜。通入氧气与氮气从而获得各种材料的氧化物与氮化物薄膜,通过改变反应气体与工作气体的比例也能对溅射速率进行调整,薄膜内组分也能相应调整。但反应气体过量时可能会造成靶中毒。解决靶中毒主要有以下几种方法;1.使用射频电源进行溅射;2.采用闭环控制反应气体通入流量;3.使用孪生靶交替溅射;4.控制镀膜模式的变换:在镀膜前,采集靶中毒的迟滞效应曲线,使进气流量控制在产生靶中毒的前沿,确保工艺过程始终处于沉积速率陡降前的模式。广州纳米涂层真空镀膜真空镀膜技术四五十年代开始出现工业应用。
真空镀膜:磁控溅射法:溅射镀膜较初出现的是简单的直流二极溅射,它的优点是装置简单,但是直流二极溅射沉积速率低;为了保持自持放电,不能在低气压(<0。1Pa)下进行;不能溅射绝缘材料等缺点限制了其应用。磁控溅射是由二极溅射基础上发展而来,在靶材表面建立与电场正交磁场,解决了二极溅射沉积速率低,等离子体离化率低等问题,成为目前镀膜工业主要方法之一。磁控溅射与其它镀膜技术相比具有如下特点:可制备成靶的材料广,几乎所有金属,合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在适当条件下多元靶材共溅射方式,可沉积配比精确恒定的合金;在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体,可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜;通过精确地控制溅射镀膜过程,容易获得均匀的高精度的膜厚;通过离子溅射靶材料物质由固态直接转变为等离子态,溅射靶的安装不受限制,适合于大容积镀膜室多靶布置设计;溅射镀膜速度快,膜层致密,附着性好等特点,很适合于大批量,高效率工业生产。近年来磁控溅射技术发展很快,具有代表性的方法有射频溅射、反应磁控溅射、非平衡磁控溅射、脉冲磁控溅射、高速溅射等。
真空镀膜:反应磁控溅射法:反应磁控溅射沉积过程中基板温度一般不会有很大的升高,而且成膜过程通常也并不要求对基板进行很高温度的加热,因此对基板材料的限制较少。反应磁控溅射适于制备大面积均匀薄膜,并能实现单机年产上百万平方米镀膜的工业化生产。但是反应磁控溅射在20世纪90年代之前,通常使用直流溅射电源,因此带来了一些问题,主要是靶中毒引起的打火和溅射过程不稳定,沉积速率较低,膜的缺陷密度较高,这些都限制了它的应用发展。真空镀膜机镀膜常用在相机、望远镜,显微镜的目镜、物镜、棱镜的表面,用以增加像的照度。
电子束蒸发是基于钨丝的蒸发。大约 5 到 10 kV 的电流通过钨丝(位于沉积区域外以避免污染)并将其加热到发生电子热离子发射的点。使用永磁体或电磁体将电子聚焦并导向蒸发材料(放置在坩埚中)。在电子束撞击蒸发丸表面的过程中,其动能转化为热量,释放出高能量(每平方英寸数百万瓦以上)。因此,容纳蒸发材料的炉床必须水冷以避免熔化。电子束蒸发设备结构简单,成本低廉,而且可以蒸发高熔点材料,在蒸镀合金时可以实现快速蒸发,避免合金的分馏,其镀膜质量也可以达到较高水平,可以广泛应用于激光器腔面镀膜以及玻璃等各种光学材料表面镀膜,是一种可易于实现大批量生产的成熟镀膜技术。真空镀膜的镀层质量好。连云港小家电真空镀膜
真空镀膜技术首先用于生产光学镜片。肇庆PVD真空镀膜
真空镀膜:等离子体镀膜:在物理的气相沉积中通常采用冷阴极电弧蒸发,以固体镀料作为阴极,采用水冷使冷阴极表面形成许多亮斑,即阴极弧斑。弧斑就是电弧在阴极附近的弧根。在真空条件下,用引弧针引弧,使真空金壁(阳极)和镀材(阴极)之间进行弧光放电,阴极表面快速移动着多个阴极弧斑,不断迅速蒸发甚至“异华”镀料,使之电离成以镀料为主要成分的电弧等离子体,并能迅速将镀料沉积于基体。在极小空间的电流密度极高,弧斑尺寸极小,估计约为1μm~100μm,电流密度高达105A/cm2~107A/cm2。肇庆PVD真空镀膜