物理气相沉积是一种物理气相反应生长法。沉积过程是在真空或低 气压气体放电条件下,即在低温等离子体中进行的。涂层的物质源是固 态物质,经过“蒸发或溅射”后,在零件表面生成与基材性能完全不同 的新的固体物质涂层。整体可分为真空蒸发镜膜、真空溅射镀膜、真空离子镀膜三种
一.真空蒸发镜膜
01、定义
真空蒸发锻膜是在真空条件下,用蒸发器加热蒸发物质使之汽化,蒸发粒子流直接射向基片并在基片上沉积形成固态薄膜的技术。
02、真空蒸发踱膜主要经历
1、采用各种能源方式转换成热能, 加热膜材使之蒸发或升华, 成为具有一定能星 ( 0霉 1/'"->J0 . 3 e V) 的气态粒子(原子、分子和原子团);
2 、离开膜材表面,具 有相当运动速度的气态粒子以基本上无碰撞的直线飞行输运到基体表面;
3、到达基体表面的气态粒子凝聚形核后生长成固相薄膜;
4、组 成 薄 膜 的 原子*排列或产生化学键合;
03、原理及特点
原理:
热蒸发是在真空状况下,将所要蒸锻的材料利用电阻加热达到熔化温度,使原子蒸发,到达并附着在基板表面上的一种锻膜技术。
特点:
设备简单、操作容易
海膜纯度高,质量好, 厚度可控
速率快、效率高、可用掩膜 获得清晰图形
薄膜生长机理比较单纯
缺点:
不易获得结晶结构的薄膜
粘膜与基片附着力小
工艺正复性不够好
二.真空溅射镀膜
定义
给靶材施加高电压(形成等离子状态),使正荷电气体离子撞击靶材、金属 原子飞弹,而在样品表面形成金属皮膜的方法。
真空溅射锁膜的优缺点
优点:
· 对于任何待锁材料,只有 能做成靶材,就能实现溅射
· 溅射所获得的薄膜与基片结合良好
· 溅射所获得的薄膜纯度高, 致密性好
· 溅射工艺可重复性好,膜 厚 可控制, 同 时司 以 在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜
● 缺点:
· 溅射设备复杂
· 溅射淀积的成膜速率低,真空蒸锻淀积速率为0.1~spm/min
· 基板升溫较高和易受杂质气体影响
三.真空离子镀膜
在真空条件下,利用气体放电使气体或蒸发物质离化,在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时,把蒸发物或其反应物蒸断在 基片上。离子锻把辉光放电、等离子体技术与真空蒸发锻膜技术结合在一起。
01、原理
真空离子镜膜是真空蒸发和真空溅射锻膜结合的一种锻膜技术。离子锻的过程是在真空条件下, 利用气体放电使工作气体或被蒸发物质(膜材)部分离化, 在工作气体离子或者被蒸发物质的离子轰击作用下,把蒸发物质或其反应物沉积在被锦基片表面的过程。
02、特点
( 1 ) 铺层附着性能好,膜层不易脱落
( 2 ) 绕锻性好,改善了表面的覆盖度
( 3 ) 断层质量好
( 4 ) 沉积速率高,成膜速度快
( 5 ) 锦膜所适用的基体材料与膜材范围广。