電子束蒸發(fā)蒸鍍如鎢(W)、鉬(Mo)等高熔點材料,需要在坩堝的結構上做一定的改進。高熔點的材料采用錠或者顆粒狀放在坩堝當中,因為水冷坩堝導熱過快,材料難以達到其蒸發(fā)的溫度。經(jīng)過實驗的驗證,蒸發(fā)高熔點的材料可以用薄片來蒸鍍,將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,薄片只能通過坩堝邊沿來導熱,散熱速率慢,有利于達到蒸發(fā)的熔點。采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。PVD(氣相沉積)鍍膜技術主要分為三類,真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍和真空離子鍍膜。對應于PVD技術的三個分類,相應的真空鍍膜設備也就有真空蒸發(fā)鍍膜機、真空濺射鍍膜機和真空離子鍍膜機這三種。近十多年來,真空離子鍍膜技術的發(fā)展是快的,它已經(jīng)成為當今先進的表面處理方式之一。我們通常所說的PVD鍍膜,指的就是真空離子鍍膜;通常所說的PVD鍍膜機,指的也就是真空離子鍍膜機。鍍膜后的表面具有優(yōu)良的反射性能。馬鞍山新型真空鍍膜
首先,通過一個電子槍生成一個高能電子束。電子槍一般包括一個發(fā)射電子的熱陰極(通常是加熱的鎢絲)和一個加速電子的陽極。電子槍的工作是通過電場和磁場將電子束引導并加速到目標材料。電子束撞擊目標材料,將其能量轉化為熱能,使目標材料加熱到蒸發(fā)溫度。蒸發(fā)的材料原子或分子在真空中飛行到基板表面,并在那里冷凝,形成薄膜。因為這個過程在真空中進行,所以蒸發(fā)的原子或分子在飛行過程中基本不會與其他氣體分子相互作用,這有助于形成高質量的薄膜。與其他低成本的PVD工藝相比,電子束蒸發(fā)還具有非常高的材料利用效率。電子束系統(tǒng)加熱目標源材料,而不是整個坩堝,從而降低了坩堝的污染程度。通過將能量集中在目標而不是整個真空室上,它有助于減少對基板造成熱損壞的可能性??梢允褂枚噗釄咫娮邮舭l(fā)器在不破壞真空的情況下應用來自不同目標材料的幾層不同涂層,使其很容易適應各種剝離掩模技術。南京真空鍍膜機真空鍍膜在太陽能領域有普遍應用。
通過PVD制備的薄膜通常存在應力問題,不同材料與襯底間可能存在壓應力或張應力,在多層膜結構中可能同時存在多種形式的應力。薄膜應力的起源是薄膜生長過程中的某種結構不完整性(雜質、空位、晶粒邊界、錯位等)、表面能態(tài)的存在、薄膜與基底界面間的晶格錯配等。PVD鍍膜(離子鍍膜)技術的主要特點和優(yōu)勢—和真空蒸發(fā)鍍膜真空濺射鍍膜相比較,PVD離子鍍膜具有如下優(yōu)點:膜層與工件表面的結合力強,更加持久和耐磨、離子的繞射性能好,能夠鍍形狀復雜的工件、膜層沉積速率快,生產效率高、可鍍膜層種類廣、膜層性能穩(wěn)定、安全性高。
LPCVD技術在新型材料領域也有著潛在的應用,主要用于沉積寬禁帶材料、碳納米管、石墨烯等材料。這些材料具有優(yōu)異的物理和化學性能,如高溫穩(wěn)定性、大強度、高導電性等,可以用于制造新型的傳感器、催化劑、能源存儲和轉換器件等。然而,這些材料的制備過程往往需要高溫或高壓等極端條件,而LPCVD技術可以在低壓下實現(xiàn)高溫的沉積,從而降低了制備成本和難度。因此,LPCVD技術在新型材料領域有著巨大的潛力,為開發(fā)新型的功能材料和器件提供有效的途徑。鍍膜技術可用于提升產品的抗老化性能。
對于PECVD如果成膜質量差,則主要由一下幾項因素造成:1.樣片表面清潔度差,檢查樣品表面是否清潔。2.工藝腔體清潔度差,清洗工藝腔體。3.樣品溫度異常,檢查溫控系統(tǒng)是否正常,校準測溫熱電偶。4.膜淀積過程中壓力異常,檢查腔體真空系統(tǒng)漏率。5.射頻功率設置不合理,檢查射頻電源,調整設置功率。影響PECVD工藝質量的因素主要有以下幾個方面:1.起輝電壓:間距的選擇應使起輝電壓盡量低,以降低等離子電位,減少對襯底的損傷。2.極板間距和腔體氣壓:極板間距較大時,對襯底的損傷較小,但間距不宜過大,否則會加重電場的邊緣效應,影響淀積的均勻性。反應腔體的尺寸可以增加生產率,但是也會對厚度的均勻性產生影響。3.射頻電源的工作頻率,射頻PECVD通常采用50kHz~13.56MHz頻段射頻電源,頻率高,等離子體中離子的轟擊作用強,淀積的薄膜更加致密,但對襯底的損傷也比較大。鍍膜后的零件具有優(yōu)異的導電性能。南京真空鍍膜機
真空鍍膜過程中需避免鍍膜材料污染。馬鞍山新型真空鍍膜
鍍膜機中的電子束加熱的方法與傳統(tǒng)的電阻加熱的方法相比較的話。電子束加熱會產生更高的通量密度,這樣的話對于高熔點的材料的蒸發(fā)比較有利,而且還可以使的蒸發(fā)的速率得到一定程度上的提高。蒸發(fā)鍍膜機在工作的時候會將需要被蒸發(fā)的原材料放入到水冷銅坩堝內,這樣就可以保證材料避免被污染,可以制造純度比較高的薄膜,電子束蒸發(fā)的粒子動能比較的大,這樣會有利于薄膜的精密性和結合力。電子束蒸發(fā)鍍膜機的整體的構造比較的復雜,價格相較于其他的鍍膜設備而言比較的偏高。鍍膜機在工作的時候,如果蒸發(fā)源附近的蒸汽的密度比較高的話,就會使得電子束流和蒸汽粒子之間發(fā)生一些相互的作用,將會對電子的通量產生影響,使得電子的通量散失或者偏移軌道。同時你還可能會引發(fā)蒸汽和殘余的氣體的激發(fā)和電離,以此影響到整個薄膜的質量。馬鞍山新型真空鍍膜