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特种玻璃的特殊蒸镀技术

作者:奥固鸿已有:N多人关注
⒈ 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,每个颗粒在瞬间完全蒸发掉。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。
⒊ 反应蒸镀法
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
⒋ 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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