1.4激光束蒸發(fā)源蒸發(fā)法
真空設(shè)備采用激光束蒸發(fā)源的蒸發(fā)技術(shù)是制備薄膜的理想方法。這是因?yàn)榧す馄骺梢园惭b在真空室外,這不僅簡化了真空室內(nèi)的空間
這種設(shè)置減少了加熱源的放氣,可以完全避免蒸發(fā)器對鍍膜材料的污染,從而達(dá)到薄膜純度的目的。此外,激光加熱可以非常高
一些合金或化合物可以通過激光束加熱“快速蒸發(fā)”。這對于確保膜的組成和防止膜的分餾或分解也非常有用。
然而,由于制作大功率連續(xù)激光器的成本高,其應(yīng)用范圍有限,目前無法在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。
2.濺射涂膜
1842年格羅夫在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了陰極濺射現(xiàn)象。他在研究電子管陰極腐蝕時(shí)發(fā)現(xiàn)了陰極材料會向真空管壁遷移的現(xiàn)象。從自1870年以來,濺射原理被應(yīng)用于薄膜的制備,但在過去的100年里,濺射工藝的發(fā)展一直很慢。1940年后,濺射薄膜層壓板被發(fā)現(xiàn)它具有優(yōu)異的性能,同時(shí),各種改進(jìn)濺射裝置、提高濺射速率的新工藝相繼出現(xiàn)并達(dá)到實(shí)用水平,使濺射技術(shù)得到了迅速發(fā)展廣泛應(yīng)用于工業(yè)。所謂“濺射”,是指帶電粒子轟擊固體表面(靶),使固體原子(或分子)從表面噴出的現(xiàn)象。噴出的大部分粒子都是原子狀態(tài),通常稱為飛濺射原子。用于轟擊靶的帶電粒子可以是電子、離子或中等大小的粒子。由于離子在電場作用下容易加速并獲得所需的動能,所以大多數(shù)都是用離子作為轟擊中粒子。這個粒子也叫入射離子。因?yàn)橹苯訛R射的機(jī)理是離子,所以這種鍍膜技術(shù)也被稱為離子濺射鍍膜或沉積。
真空鍍膜的方式有很多種,其中有代表性的方法有:
1) DC二極管濺射。結(jié)構(gòu)簡單,可以在大面積襯底上制作均勻的薄膜,放電電流隨壓力和電壓的變化而變化;
2)三極或四極濺射。可以實(shí)現(xiàn)低壓和低壓濺射,轟擊靶的放電電流和離子能量可以獨(dú)立控制??梢钥刂瓢须娏?,也可以進(jìn)行射頻濺射。
3)磁控濺射(或高速低溫濺射)。磁場以平行于目標(biāo)表面的方向施加,并且使用正交電場和磁場的磁控管原理來減少電子對襯底的轟擊
實(shí)現(xiàn)高速低溫濺射;
4)對著靶濺射。兩個靶材相對放置,在垂直于靶材表面的方向施加磁場,可以高速低溫濺射磁性材料;
5)射頻濺射。開發(fā)用于制作絕緣薄膜,如氧化硅、氧化鋁、玻璃薄膜等。、或?yàn)R射金屬;
6)反應(yīng)濺射。陰極材料復(fù)合膜,如氮化鈦、碳化硅、氮化鋁、氧化鋁等。;
7)偏壓濺射。在鍍膜過程中,同時(shí)去除基板上的輕帶電粒子,使基板不含不純氣體;
8)不對稱交流濺射。在大振幅的半周期內(nèi)濺射靶材,在小振幅的半周期內(nèi)用離子轟擊襯底,去除吸附的氣體,從而獲得高純度的薄膜;
9)離子束濺射。在高真空下,離子束濺射是非等離子體成膜過程。
10)吸氣濺射。利用濺射粒子的吸雜效應(yīng)可以去除不純氣體,獲得高純度的薄膜。
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