第二章 真空蒸發(fā)(蒸發(fā)鍍膜)

1、真空蒸發(fā)鍍膜法物理氣相沉積（物理氣相沉積（Physical Vapor DepositionPhysical Vapor Deposition） 真空蒸發(fā)鍍膜真空蒸發(fā)鍍膜 真空濺射鍍膜真空濺射鍍膜 真空離子鍍膜真空離子鍍膜真空蒸發(fā)鍍膜：真空蒸發(fā)鍍膜： 將固體材料置于高真空環(huán)境中加熱，使之升華將固體材料置于高真空環(huán)境中加熱，使之升華或蒸發(fā)并沉積在特定襯底上以獲得薄膜的工藝方法?；蛘舭l(fā)并沉積在特定襯底上以獲得薄膜的工藝方法。第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理蒸發(fā)度膜的三個(gè)基本過(guò)程：蒸發(fā)度膜的三個(gè)基本過(guò)程： 加熱蒸發(fā)過(guò)程加熱蒸發(fā)過(guò)程 固相或液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀喙滔?/p>

2、或液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?氣相原子或分子的輸運(yùn)過(guò)程（源氣相原子或分子的輸運(yùn)過(guò)程（源- -基距）基距） 氣相粒子在環(huán)境氣氛中的飛行過(guò)程，輸運(yùn)過(guò)程中氣相粒氣相粒子在環(huán)境氣氛中的飛行過(guò)程，輸運(yùn)過(guò)程中氣相粒子與殘余氣體分子發(fā)生碰撞的次數(shù)，取決于蒸發(fā)原子的子與殘余氣體分子發(fā)生碰撞的次數(shù)，取決于蒸發(fā)原子的平均平均自由程自由程，以及蒸發(fā)源與基片之間的距離。，以及蒸發(fā)源與基片之間的距離。 蒸發(fā)原子或分子在基片表面的淀積過(guò)程蒸發(fā)原子或分子在基片表面的淀積過(guò)程 即即蒸氣凝聚蒸氣凝聚、成核成核、核生長(zhǎng)核生長(zhǎng)、形成、形成連續(xù)薄膜連續(xù)薄膜的過(guò)程。由的過(guò)程。由于基板溫度較低，因此，沉積物分子在基板表面將直接發(fā)生于基板溫度較低，因

3、此，沉積物分子在基板表面將直接發(fā)生從氣相到固相的相轉(zhuǎn)變。從氣相到固相的相轉(zhuǎn)變。第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理概念概念 在一定溫度下，真空室內(nèi)蒸發(fā)物質(zhì)的蒸氣與在一定溫度下，真空室內(nèi)蒸發(fā)物質(zhì)的蒸氣與固體或液體平衡過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的壓力固體或液體平衡過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的壓力A.A.處于飽和蒸氣壓時(shí)，蒸發(fā)物表面液相、氣相處處于飽和蒸氣壓時(shí)，蒸發(fā)物表面液相、氣相處于動(dòng)態(tài)平衡；于動(dòng)態(tài)平衡；B.B.飽和蒸氣壓隨溫度的升高而增大；飽和蒸氣壓隨溫度的升高而增大；C.C.一定溫度下，各種物質(zhì)具有恒定的飽和蒸氣壓，一定溫度下，各種物質(zhì)具有恒定的飽和蒸氣壓，相反一定的飽和蒸氣壓對(duì)應(yīng)一定的溫度；相反一定的飽和蒸氣

4、壓對(duì)應(yīng)一定的溫度；D.D.不同物質(zhì)在一定溫度下的飽和蒸氣壓不同；不同物質(zhì)在一定溫度下的飽和蒸氣壓不同；第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理克拉伯龍克拉伯龍-克勞修斯克勞修斯（Clapeylon-Clausius）方程）方程 為摩爾汽化熱或蒸發(fā)熱（為摩爾汽化熱或蒸發(fā)熱（J/mol）；）； 和和 分別為氣分別為氣相和固相的摩爾體積（相和固相的摩爾體積（cm3）；）； 為絕對(duì)溫度（為絕對(duì)溫度（K）。）。vHgVsVTgRTVPgsgVVV 因?yàn)橐驗(yàn)?，假設(shè)低壓氣體符合理想氣體狀態(tài)方程，假設(shè)低壓氣體符合理想氣體狀態(tài)方程，則有則有sgVV sgvvVVTHdTdP2RTdTHPdPvvvRHTdPdv

5、v)1()(ln線性關(guān)系線性關(guān)系或或飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理2RTdTHPdPvvv氣化熱氣化熱Hv隨溫度變化很小隨溫度變化很小RTHCPvvln或或TBAPvlg在在30時(shí)，水的飽和蒸氣壓為時(shí)，水的飽和蒸氣壓為4132.982Pa；在在100時(shí)，水的飽和蒸氣壓增大到時(shí)，水的飽和蒸氣壓增大到101324.72Pa 飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線對(duì)于薄膜制作技術(shù)有重要飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線對(duì)于薄膜制作技術(shù)有重要意義，它可以幫助我們合理選擇蒸發(fā)材料和確定蒸發(fā)條件。意義，它可以幫助我們合理選擇蒸發(fā)材料和確定蒸發(fā)條件。第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理

6、真空蒸發(fā)原理蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度 規(guī)定物質(zhì)在飽和蒸氣壓為規(guī)定物質(zhì)在飽和蒸氣壓為10-2Torr時(shí)時(shí)的溫度的溫度 根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)論，在氣體壓力為根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)論，在氣體壓力為P時(shí)，單位時(shí)間時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁上的分子數(shù)量，即內(nèi)碰撞單位面積器壁上的分子數(shù)量，即碰撞分子流量碰撞分子流量（通（通量或蒸發(fā)速率）量或蒸發(fā)速率）J：142vaPJnmkT冷凝系數(shù)冷凝系數(shù)2cPJmkT1 設(shè)蒸發(fā)材料表面液相、氣體處于動(dòng)態(tài)平衡，到達(dá)液相表設(shè)蒸發(fā)材料表面液相、氣體處于動(dòng)態(tài)平衡，到達(dá)液相表面的分子全部粘接而不脫離，與從液相到氣相的分子數(shù)相等，面的分子全部粘接而不脫離，與從液相到氣相的分子數(shù)相等，則蒸發(fā)速率

7、：則蒸發(fā)速率：第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理mkTPPAdtdNJhvee2dN蒸發(fā)分子數(shù)，e蒸發(fā)系數(shù)，A蒸發(fā)面積，t時(shí)間，Pv和Ph分別為飽和蒸氣壓和液體靜壓22-224-23.51 10 (/cms Torr)2.64 10 (/cms Pa)mPJTMPTM 個(gè)個(gè)最大蒸發(fā)速率：最大蒸發(fā)速率：0, 1hePmkTPAdtdNJvm2（2-9）單位面積單位面積質(zhì)量蒸發(fā)速率質(zhì)量蒸發(fā)速率2-23-225.83 10 (g/cms Torr)4.37 10 (/cms Pa)mmGmJPkTMPTMPT 個(gè)除了與蒸發(fā)物質(zhì)的分子量、除了與蒸發(fā)物質(zhì)的分子量、絕對(duì)溫度和蒸發(fā)物質(zhì)在絕對(duì)溫度和蒸發(fā)物

8、質(zhì)在T溫度溫度時(shí)的飽和蒸氣壓有關(guān)外，還時(shí)的飽和蒸氣壓有關(guān)外，還與材料自身的清潔度有關(guān)，與材料自身的清潔度有關(guān)，特別是蒸發(fā)源溫度的變化對(duì)特別是蒸發(fā)源溫度的變化對(duì)蒸發(fā)速率影響極大蒸發(fā)速率影響極大第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理TBAPvlgvmPkTmmJG2TdTTBGdG213.2蒸發(fā)速率隨溫度變化關(guān)系蒸發(fā)速率隨溫度變化關(guān)系對(duì)金屬對(duì)金屬 之間之間30203 . 2在TBTdTGdG3020 蒸發(fā)源溫度微小變蒸發(fā)源溫度微小變化就可以引起蒸發(fā)化就可以引起蒸發(fā)速率的很大變化。速率的很大變化。例：蒸發(fā)鋁，計(jì)算由于例：蒸發(fā)鋁，計(jì)算由于1的溫度變化，對(duì)鋁蒸發(fā)薄膜生長(zhǎng)速率的溫度變化，對(duì)鋁蒸發(fā)薄膜生長(zhǎng)速

9、率的影響。的影響。B=3.586104（K）,在蒸氣壓為在蒸氣壓為1Torr時(shí)的蒸發(fā)溫度為時(shí)的蒸發(fā)溫度為1830K。1909. 01021183010586. 324GdG第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理TdTTBGdG21對(duì)基片的碰撞率：對(duì)基片的碰撞率：熱平衡條件下，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的氣體分子數(shù)為：熱平衡條件下，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的氣體分子數(shù)為：第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理 一般薄膜的淀積速率為每秒一般薄膜的淀積速率為每秒一個(gè)原子層，當(dāng)殘余氣體壓一個(gè)原子層，當(dāng)殘余氣體壓強(qiáng)為強(qiáng)為10-5Torr時(shí)，氣體分子時(shí)，氣體分子和蒸發(fā)物質(zhì)原子幾乎按和蒸發(fā)物質(zhì)原子幾乎按1：1的比例到

10、達(dá)基板表面。的比例到達(dá)基板表面。)/(10513. 3222scmTMPNg個(gè)所以，真空度足夠高，平均自由程足夠大，且所以，真空度足夠高，平均自由程足夠大，且時(shí)：時(shí)：lf0.667P1.50flP 為保證鍍膜質(zhì)量，在要求為保證鍍膜質(zhì)量，在要求 時(shí)，源時(shí)，源-基距基距 時(shí)，必須時(shí)，必須 。0.1f 25lcm33 10PPa 由此可見(jiàn)，只有當(dāng)由此可見(jiàn)，只有當(dāng) （l為源為源-基距）時(shí)，即平均基距）時(shí)，即平均自由程較源自由程較源-基距大得多的情況下，才能有效減少蒸發(fā)分子基距大得多的情況下，才能有效減少蒸發(fā)分子在輸運(yùn)過(guò)程中的碰撞。在輸運(yùn)過(guò)程中的碰撞。l第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理l第三節(jié)第三

11、節(jié) 蒸發(fā)源的類型蒸發(fā)源的類型 常用電阻加熱蒸發(fā)源形狀常用電阻加熱蒸發(fā)源形狀絲狀蒸發(fā)源絲狀蒸發(fā)源線徑線徑0.51mm蒸鋁蒸鋁用于蒸發(fā)塊狀用于蒸發(fā)塊狀或絲狀的升華或絲狀的升華材料和不易浸材料和不易浸潤(rùn)材料潤(rùn)材料箔狀蒸發(fā)源箔狀蒸發(fā)源厚度厚度0.050.15mm第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布各種蒸發(fā)皿結(jié)構(gòu)各種蒸發(fā)皿結(jié)構(gòu)第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 電子束蒸發(fā)源電子束蒸發(fā)源 電阻加熱蒸發(fā)源已不能滿足蒸鍍某些高電阻加熱蒸發(fā)源已不能滿足蒸鍍某些高熔點(diǎn)金屬和氧化物材料的需要，特別是制備熔點(diǎn)金屬和氧化物材料的需要，特別是制備高純薄膜。電子

12、束加熱蒸發(fā)法克服了電阻加高純薄膜。電子束加熱蒸發(fā)法克服了電阻加熱蒸發(fā)的許多缺點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。熱蒸發(fā)的許多缺點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。 電子束加熱原理電子束加熱原理 可聚焦的電子束，能局部加溫元素源，因不加熱其它部可聚焦的電子束，能局部加溫元素源，因不加熱其它部分而避免污染分而避免污染 高能量電子束能使高熔點(diǎn)元素達(dá)到足夠高溫以產(chǎn)生適量高能量電子束能使高熔點(diǎn)元素達(dá)到足夠高溫以產(chǎn)生適量的蒸氣壓的蒸氣壓212me U 電子的動(dòng)能和電功率：電子的動(dòng)能和電功率：289.1 10mg191.6 10eC55.93 10 (m/s)U0.24QWt電子束蒸發(fā)源的優(yōu)點(diǎn)：電子束蒸發(fā)源的優(yōu)點(diǎn)： 電子束的束流密度高，能獲得

13、遠(yuǎn)比電阻加熱源更大的能電子束的束流密度高，能獲得遠(yuǎn)比電阻加熱源更大的能量密度。量密度。 被蒸發(fā)材料置于水冷坩堝內(nèi)，避免了容器材料的蒸發(fā)，被蒸發(fā)材料置于水冷坩堝內(nèi)，避免了容器材料的蒸發(fā)，以及容器材料與蒸發(fā)材料的反應(yīng)，提高了薄膜的純度。以及容器材料與蒸發(fā)材料的反應(yīng)，提高了薄膜的純度。 熱量直接加到蒸鍍材料表面，熱效率高，熱傳導(dǎo)和熱輻熱量直接加到蒸鍍材料表面，熱效率高，熱傳導(dǎo)和熱輻射損失小。射損失小。電子束蒸發(fā)源的缺點(diǎn)：電子束蒸發(fā)源的缺點(diǎn)： 可使蒸發(fā)氣體和殘余氣體電離，有時(shí)會(huì)影響膜層質(zhì)量；可使蒸發(fā)氣體和殘余氣體電離，有時(shí)會(huì)影響膜層質(zhì)量； 電子束蒸鍍裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴；電子束蒸鍍裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格

14、昂貴； 產(chǎn)生的軟產(chǎn)生的軟X射線對(duì)人體有一定的傷害。射線對(duì)人體有一定的傷害。 電子束蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)電子束蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu) 環(huán)型槍環(huán)型槍 直型槍直型槍 e 型槍型槍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功率、效率不高功率、效率不高直型槍直型槍 使用方便，能量使用方便，能量密度高，易于調(diào)節(jié)密度高，易于調(diào)節(jié)控制?？刂?。 體積大、成本高，體積大、成本高，蒸鍍材料會(huì)污染槍蒸鍍材料會(huì)污染槍體結(jié)構(gòu)，存在從燈體結(jié)構(gòu)，存在從燈絲逸出的絲逸出的NaNa離子污離子污染染1-發(fā)射體，發(fā)射體，2-陽(yáng)極，陽(yáng)極，3-電磁線圈，電磁線圈，4-水冷坩堝，水冷坩堝，5-收集極，收集極，6-吸收極，吸收極，7-電子軌跡，電子軌跡，8-正離子軌跡，正離子軌跡，9

15、-散射電子軌跡，散射電子軌跡，10-等離子體等離子體吸收反射電吸收反射電子、背散射子、背散射電子、二次電子、二次電子電子吸收電子束吸收電子束與蒸發(fā)的中與蒸發(fā)的中性離子碰撞性離子碰撞產(chǎn)生的正離產(chǎn)生的正離子子e 型槍型槍 高頻感應(yīng)蒸發(fā)源高頻感應(yīng)蒸發(fā)源高頻感應(yīng)蒸發(fā)源的特點(diǎn)：高頻感應(yīng)蒸發(fā)源的特點(diǎn)： 蒸發(fā)速率大，比電阻蒸發(fā)源大蒸發(fā)速率大，比電阻蒸發(fā)源大1010倍左右；倍左右； 蒸發(fā)源溫度均勻穩(wěn)定，不易產(chǎn)蒸發(fā)源溫度均勻穩(wěn)定，不易產(chǎn)生飛濺；生飛濺； 蒸發(fā)材料是金屬時(shí)，從內(nèi)部加蒸發(fā)材料是金屬時(shí)，從內(nèi)部加熱；熱； 蒸發(fā)源一次加料，無(wú)需送料機(jī)蒸發(fā)源一次加料，無(wú)需送料機(jī)構(gòu)，控溫容易，熱惰性小，操作構(gòu)，控溫容易，熱惰

16、性小，操作簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：蒸發(fā)裝置必須屏蔽、蒸發(fā)裝置必須屏蔽、高頻發(fā)生器昂貴，氣壓高于高頻發(fā)生器昂貴，氣壓高于1010-2-2PaPa，高頻場(chǎng)就會(huì)使殘余，高頻場(chǎng)就會(huì)使殘余氣體電離，使功耗增大氣體電離，使功耗增大 能量損失的種類能量損失的種類 蒸發(fā)材料蒸發(fā)材料蒸發(fā)蒸發(fā)時(shí)所需的熱量時(shí)所需的熱量 蒸發(fā)源因蒸發(fā)源因輻射輻射所損失的能量所損失的能量 蒸發(fā)源因蒸發(fā)源因熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)而損失的能量而損失的能量1Q2Q3Q 蒸發(fā)材料蒸發(fā)時(shí)所需的熱量蒸發(fā)材料蒸發(fā)時(shí)所需的熱量01mvmTTsmLvTTWQC dTLC dTLM第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理 不同物質(zhì)在相同壓強(qiáng)下所需的蒸發(fā)熱是不同的；不

17、同物質(zhì)在相同壓強(qiáng)下所需的蒸發(fā)熱是不同的； 蒸發(fā)熱量蒸發(fā)熱量 值的值的80%以上是蒸發(fā)熱以上是蒸發(fā)熱 而消耗掉的。而消耗掉的。QvL第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理第一節(jié)第一節(jié) 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理 設(shè)備比較簡(jiǎn)單、操作容易；設(shè)備比較簡(jiǎn)單、操作容易； 薄膜純度高、質(zhì)量好，厚度可較準(zhǔn)確控制；薄膜純度高、質(zhì)量好，厚度可較準(zhǔn)確控制； 成膜速度快、效率高，采用掩?？梢垣@得清晰成膜速度快、效率高，采用掩模可以獲得清晰的圖形；的圖形； 薄膜生長(zhǎng)機(jī)理比較單純。薄膜生長(zhǎng)機(jī)理比較單純。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不容易獲得不容易獲得結(jié)晶結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的薄膜，的薄膜，薄膜附著力薄膜附著力較小，工較小，工藝重復(fù)性差藝重復(fù)性差。

18、特點(diǎn)：特點(diǎn)：主要內(nèi)容主要內(nèi)容6-1 真空蒸發(fā)原理真空蒸發(fā)原理6-2 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布6-3 蒸發(fā)源的類型蒸發(fā)源的類型6-4 合金及化合物蒸發(fā)合金及化合物蒸發(fā)6-5 膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布均勻膜層厚度是薄膜技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。取決于如下因素：均勻膜層厚度是薄膜技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。取決于如下因素： 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性 基板與蒸發(fā)源的幾何形狀基板與蒸發(fā)源的幾何形狀 基板與蒸發(fā)源的相對(duì)位置基板與蒸發(fā)源的相對(duì)位置 蒸發(fā)物質(zhì)的蒸發(fā)量蒸發(fā)物質(zhì)的蒸發(fā)量基本假設(shè)：基本假設(shè)

19、： 1. 1. 蒸發(fā)原子或分子與殘余氣體分子之間不發(fā)生碰撞；蒸發(fā)原子或分子與殘余氣體分子之間不發(fā)生碰撞； 2. 2. 蒸發(fā)源附近的原子或分子之間不發(fā)生碰撞；蒸發(fā)源附近的原子或分子之間不發(fā)生碰撞； 3. 3. 淀積到基片上的原子不發(fā)生再蒸發(fā)現(xiàn)象。淀積到基片上的原子不發(fā)生再蒸發(fā)現(xiàn)象。第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 點(diǎn)蒸發(fā)源點(diǎn)蒸發(fā)源224cos4mdmdmdSr2dmt dS 能夠從各個(gè)方向能夠從各個(gè)方向蒸發(fā)等量材料的微小蒸發(fā)等量材料的微小球狀蒸發(fā)源稱為點(diǎn)蒸球狀蒸發(fā)源稱為點(diǎn)蒸發(fā)源（點(diǎn)源）。發(fā)源（點(diǎn)源）。222222121coscoscosxhdSrdSddrdSd

20、SdS第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布2322 3 2cos444()mmhmhtrrhx024mth在基板平面內(nèi)薄膜厚度分布：在基板平面內(nèi)薄膜厚度分布：3 22011()ttx h當(dāng)當(dāng) 在點(diǎn)源正上方，即在點(diǎn)源正上方，即 時(shí)，膜層厚度時(shí)，膜層厚度 為：為：2dS00t第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 小平面蒸發(fā)源小平面蒸發(fā)源22coscoscosmdmdmdSr22222coscos()mmhtrhx 這種蒸發(fā)源的發(fā)射這種蒸發(fā)源的發(fā)射特性具有方向性，使得特性具有方向性，使得在在 角方向蒸發(fā)的材料角方向蒸發(fā)的材料質(zhì)量和質(zhì)量和 成

21、正比。成正比。cos第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布當(dāng)當(dāng) 在點(diǎn)源正上方，即在點(diǎn)源正上方，即 時(shí)，膜層厚度時(shí)，膜層厚度 為：為：2dS0t02mth在基板平面內(nèi)薄膜厚度分布：在基板平面內(nèi)薄膜厚度分布：22011()ttx h0, 0第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布02mth024mth點(diǎn)源：點(diǎn)源：小平面源：小平面源：第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 細(xì)長(zhǎng)平面蒸發(fā)源細(xì)

22、長(zhǎng)平面蒸發(fā)源dSSHhrzxy0-l/2ad(x,y)l/2222222,)(,cosyhaaSxrrh 視視dS為小平面蒸發(fā)源，則為小平面蒸發(fā)源，則d上得到的蒸發(fā)量為上得到的蒸發(fā)量為dSlmdm dSlmxhddm)(cos222ddtdm222222cosaSxdSlmhlrdSmdt第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布積分后積分后41164422221422222222222222222lxalatgallxaxalxallamhaSxdSlmhtll在原點(diǎn)處，在原點(diǎn)處， ，則膜厚為，則膜厚為hax , 0414222122220lhlhtghlhllamh

23、t第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 環(huán)狀蒸發(fā)源環(huán)狀蒸發(fā)源dRAN0 xydS2dS1h 232223222222)()()()(22RAhRAhRARAhmht22220)(1Rhmht 232223222222220)()()()(RAhRAhRAhRhtt第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 實(shí)際蒸發(fā)源的發(fā)射特性實(shí)際蒸發(fā)源的發(fā)射特性 實(shí)際蒸發(fā)源的發(fā)射特性可根據(jù)熔融后的形態(tài)，選取實(shí)際蒸發(fā)源的發(fā)射特性可根據(jù)熔融后的形態(tài)，選取不同的膜厚蒸發(fā)公式進(jìn)行理論分析和近似計(jì)算。（不同的膜厚蒸發(fā)公式進(jìn)行理論分析和近似計(jì)算。（p33） 蒸發(fā)源與基

24、板的相對(duì)位蒸發(fā)源與基板的相對(duì)位置配置置配置 點(diǎn)源與基板相對(duì)位置點(diǎn)源與基板相對(duì)位置 為獲得均勻的膜厚，電源為獲得均勻的膜厚，電源必須配置在基板圍成的球面中必須配置在基板圍成的球面中心。心。214rmt第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 小平面源與基板相對(duì)位置小平面源與基板相對(duì)位置 當(dāng)小平面源為球形工作架當(dāng)小平面源為球形工作架的一部分時(shí)，在內(nèi)球體表面上的一部分時(shí)，在內(nèi)球體表面上的膜厚分布是均勻的。的膜厚分布是均勻的。當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，2cosrR22coscos4mmtrR 厚度與厚度與 角無(wú)關(guān)，對(duì)于一定半角無(wú)關(guān)，對(duì)于一定半徑徑 的球形工作架，其內(nèi)表面膜厚的球形工作架，

25、其內(nèi)表面膜厚取決于材料性質(zhì)、取決于材料性質(zhì)、 的大小及蒸發(fā)的大小及蒸發(fā)量。量。RR第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布Evaporation Scheme to achieve Uniform Deposition第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 小面積基板時(shí)蒸發(fā)源的位置配置小面積基板時(shí)蒸發(fā)源的位置配置 如果被蒸鍍的面積比較如果被蒸鍍的面積比較小，可以將蒸發(fā)源直接配置小，可以將蒸發(fā)源直接配置于基板的中心線上，源于基板的中心線上，源-基距基距H取取11.5D。第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布蒸發(fā)源的蒸發(fā)特性及膜厚分布 大面積

26、基板和蒸發(fā)源的配置大面積基板和蒸發(fā)源的配置v 基板公轉(zhuǎn)加自轉(zhuǎn)基板公轉(zhuǎn)加自轉(zhuǎn)v 多點(diǎn)源或小平面蒸發(fā)源多點(diǎn)源或小平面蒸發(fā)源第三節(jié)第三節(jié) 蒸發(fā)源的類型蒸發(fā)源的類型 蒸發(fā)源是蒸發(fā)裝置的關(guān)鍵部件。最常用的有：電阻法、蒸發(fā)源是蒸發(fā)裝置的關(guān)鍵部件。最常用的有：電阻法、電子束法、高頻法等。電子束法、高頻法等。 電阻蒸發(fā)源電阻蒸發(fā)源直接加熱法（直接加熱法（W、Mo、Ta）間接加熱法（間接加熱法（Al2O3、BeO等坩堝）等坩堝） 對(duì)蒸發(fā)源材料的要求（對(duì)蒸發(fā)源材料的要求（p36表表2-5）1. 高熔點(diǎn)高熔點(diǎn)2. 飽和蒸氣壓低飽和蒸氣壓低3. 化學(xué)性能穩(wěn)定，高溫下不與蒸發(fā)材料反應(yīng)化學(xué)性能穩(wěn)定，高溫下不與蒸發(fā)材料反應(yīng)

27、4. 良好的耐熱性良好的耐熱性5. 原料豐富、經(jīng)濟(jì)耐用原料豐富、經(jīng)濟(jì)耐用 高溫時(shí)，鉭和金形成合金，高溫時(shí)，鉭和金形成合金，鋁、鐵、鎳、鈷等與鎢、鉬、鋁、鐵、鎳、鈷等與鎢、鉬、鉭等形成合金鉭等形成合金 B2O3與鎢、鉬、鉭有反應(yīng)，與鎢、鉬、鉭有反應(yīng)，W與水汽或氧反應(yīng)，形成揮發(fā)與水汽或氧反應(yīng)，形成揮發(fā)性的性的WO、WO2或或WO3；Mo也能與水汽或氧反應(yīng)生成揮發(fā)也能與水汽或氧反應(yīng)生成揮發(fā)性的性的MoO3第三節(jié)第三節(jié) 蒸發(fā)源的類型蒸發(fā)源的類型 改進(jìn)的辦法，是采用氮化硼導(dǎo)電陶瓷坩堝、氧化鋯、氧化改進(jìn)的辦法，是采用氮化硼導(dǎo)電陶瓷坩堝、氧化鋯、氧化釷、氧化鈹、氧化鎂、氧化鋁坩堝及石磨坩堝，或采用蒸發(fā)材釷、

28、氧化鈹、氧化鎂、氧化鋁坩堝及石磨坩堝，或采用蒸發(fā)材料自熱蒸發(fā)源。料自熱蒸發(fā)源。 常用的蒸發(fā)源材料有：常用的蒸發(fā)源材料有： W、Mo、Ta，耐高溫的金屬，耐高溫的金屬氧化物、陶瓷或石墨坩堝氧化物、陶瓷或石墨坩堝 蒸鍍材料對(duì)蒸發(fā)源材料的蒸鍍材料對(duì)蒸發(fā)源材料的“濕潤(rùn)性濕潤(rùn)性”濕潤(rùn)情況面蒸發(fā)源濕潤(rùn)情況面蒸發(fā)源濕潤(rùn)小點(diǎn)蒸發(fā)源濕潤(rùn)小點(diǎn)蒸發(fā)源2.4 合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 對(duì)于兩種以上元素組成的合金和化合物薄膜，在蒸發(fā)時(shí)如對(duì)于兩種以上元素組成的合金和化合物薄膜，在蒸發(fā)時(shí)如何控制組分，以獲得與蒸發(fā)材料化學(xué)比不變的膜層，是薄膜技何控制組分，以獲得與蒸發(fā)材料化學(xué)比不變的膜層，是薄膜技術(shù)中的一個(gè)重要問(wèn)

29、題。術(shù)中的一個(gè)重要問(wèn)題。 二元以上合金或化合物，由于各成分飽和蒸氣壓不同，蒸二元以上合金或化合物，由于各成分飽和蒸氣壓不同，蒸發(fā)速率不同，引起薄膜成分偏離。發(fā)速率不同，引起薄膜成分偏離。 合金的蒸發(fā)可以近似地用拉烏爾定律來(lái)處理。合金的蒸發(fā)可以近似地用拉烏爾定律來(lái)處理。 合金蒸發(fā)的組分偏離問(wèn)題合金蒸發(fā)的組分偏離問(wèn)題合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)拉烏爾定律（Raoults Law）1887年，法國(guó)化學(xué)家Raoult從實(shí)驗(yàn)中歸納出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律：在定溫下，在稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┱魵鈮?乘以溶液中溶劑的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) ，用公式表示為：Ax*Ap*AAApp x)1 (B*AAxpp*AB

30、*AAppxp1BA xx如果溶液中只有A，B兩個(gè)組分，則拉烏爾定律也可表示為：溶劑蒸氣壓的降低值與純?nèi)軇┱魵鈮褐鹊扔谌苜|(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)AAAPPXBBBPPXAAABnXnnBBABnXnnAAABBBPnPnPP 設(shè)設(shè) 、 分別圍分別圍A、B的質(zhì)量，的質(zhì)量， 、 為合金中的濃度，為合金中的濃度，則則AmBmAWBWAAABmWmmBBABmWmmAAAABBBBWmn MWmn MABBABABAMMPPWWPP合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)合金各組分的蒸發(fā)速率：合金各組分的蒸發(fā)速率：2-25.83 10 (g/cms Torr)AAAMGPT 2

31、-25.83 10 (g/cms Torr)BBBMGPT AAABBBGPMGMP 若要保證薄膜組分和蒸發(fā)料一致，則必須若要保證薄膜組分和蒸發(fā)料一致，則必須 ，實(shí)際，實(shí)際上難于做到。上難于做到。1ABGGABBABABAMMPPWWPPAAABBBBAGPWMGPWM合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)例題：例題： 處于處于1527 下的鎳鉻合金（下的鎳鉻合金（Ni80%，Cr20%），），在在 ， 時(shí)，蒸發(fā)速率比為：時(shí)，蒸發(fā)速率比為： 10PaCrP1PaNiP 10 2058.72.818052.0CrCrCrNiNiNiNiCrGPWMGPWM 鉻的初始蒸發(fā)速率是鎳的鉻的初始蒸發(fā)速率是

32、鎳的2.8倍；倍； 隨蒸發(fā)過(guò)程，隨蒸發(fā)過(guò)程， 會(huì)逐漸減小，最終會(huì)小于會(huì)逐漸減小，最終會(huì)小于1。CrNiGG鎳鎳-鉻合金薄膜實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了上述結(jié)果。鉻合金薄膜實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了上述結(jié)果。在真空蒸發(fā)法制作合金薄膜時(shí)，為保證薄膜組成，經(jīng)常采用在真空蒸發(fā)法制作合金薄膜時(shí)，為保證薄膜組成，經(jīng)常采用瞬時(shí)蒸發(fā)法、雙蒸發(fā)源法等。瞬時(shí)蒸發(fā)法、雙蒸發(fā)源法等。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 瞬時(shí)蒸發(fā)法瞬時(shí)蒸發(fā)法瞬時(shí)蒸發(fā)法又稱瞬時(shí)蒸發(fā)法又稱“閃爍閃爍”蒸發(fā)蒸發(fā)法。法?？梢垣@得成分均勻的薄可以獲得成分均勻的薄膜，方便進(jìn)行摻雜。膜，方便進(jìn)行摻雜。蒸發(fā)速率難于控制，蒸蒸發(fā)速率難于控制，蒸發(fā)速率不能太快。發(fā)速率不能太快。多

33、用于多用于-族及族及-半導(dǎo)體半導(dǎo)體化合薄膜的制作。化合薄膜的制作。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 雙源或多源蒸發(fā)法雙源或多源蒸發(fā)法 將要形成合金的每一成將要形成合金的每一成分，分別裝入各自的蒸發(fā)源分，分別裝入各自的蒸發(fā)源中，然后獨(dú)立地控制其蒸發(fā)中，然后獨(dú)立地控制其蒸發(fā)速率，使達(dá)到基板的各種原速率，使達(dá)到基板的各種原子符合組成要求。子符合組成要求。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 電阻蒸發(fā)法、電阻蒸發(fā)法、反應(yīng)蒸發(fā)法反應(yīng)蒸發(fā)法、雙源或多源蒸發(fā)法、雙源或多源蒸發(fā)法、三溫度三溫度法和分子束外延法法和分子束外延法等。等。反應(yīng)蒸發(fā)法：反應(yīng)蒸發(fā)法：主要用于制備高熔點(diǎn)的絕緣介質(zhì)薄膜，如氧化物、氮化物

34、、硅化物等。三溫度法和分子束外延：三溫度法和分子束外延：主要用于制備單晶半導(dǎo)體化合物薄膜，特別是-族化合物半導(dǎo)體薄膜。反應(yīng)蒸發(fā)法反應(yīng)蒸發(fā)法 將活性氣體導(dǎo)入真空室，將活性氣體導(dǎo)入真空室，并與蒸發(fā)源逸出的金屬原子、并與蒸發(fā)源逸出的金屬原子、低價(jià)化合物分子在基板表面淀低價(jià)化合物分子在基板表面淀積過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而積過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成所需高價(jià)化合物薄膜。形成所需高價(jià)化合物薄膜。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 在反應(yīng)蒸發(fā)中，蒸發(fā)原子或低價(jià)化合物分子與活性氣體在反應(yīng)蒸發(fā)中，蒸發(fā)原子或低價(jià)化合物分子與活性氣體發(fā)生反應(yīng)有三個(gè)可能的部位。發(fā)生反應(yīng)有三個(gè)可

35、能的部位。 蒸發(fā)源表面（盡可能避免）蒸發(fā)源表面（盡可能避免） 蒸發(fā)源到基板的空間（反應(yīng)幾率很?。┱舭l(fā)源到基板的空間（反應(yīng)幾率很小） 基板表面（主要反應(yīng)部位）基板表面（主要反應(yīng)部位）合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 三溫度法三溫度法 分別控制低蒸氣壓元素分別控制低蒸氣壓元素（ ）的蒸發(fā)溫度）的蒸發(fā)溫度T、高蒸、高蒸氣壓元素（氣壓元素（ ）的蒸發(fā)溫度）的蒸發(fā)溫度T和基板溫度和基板溫度TS，一共三個(gè)，一共三個(gè)溫度，即三溫度法。溫度，即三溫度法。 由于相當(dāng)與在高蒸氣壓元由于相當(dāng)與在高蒸氣壓元素氣氛中蒸發(fā)低低蒸氣壓元素氣氛中蒸發(fā)低低蒸氣壓元素，所以，類似于反應(yīng)蒸發(fā)素，所以，類似于反應(yīng)蒸發(fā)法。法。合金

36、及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)MBE 分子束外延是分子束外延是5050年代用真空蒸發(fā)技術(shù)制備半導(dǎo)體薄膜材料年代用真空蒸發(fā)技術(shù)制備半導(dǎo)體薄膜材料發(fā)展而來(lái)的。隨著超高真空技術(shù)的發(fā)展而日趨完善，發(fā)展而來(lái)的。隨著超高真空技術(shù)的發(fā)展而日趨完善，近十幾年近十幾年來(lái)來(lái)由于分子束外延技術(shù)的發(fā)展由于分子束外延技術(shù)的發(fā)展, ,開(kāi)拓了一系列嶄新的超晶格器件，開(kāi)拓了一系列嶄新的超晶格器件，擴(kuò)展了半導(dǎo)體科學(xué)的新領(lǐng)域，進(jìn)一步說(shuō)明了半導(dǎo)體材料的發(fā)展擴(kuò)展了半導(dǎo)體科學(xué)的新領(lǐng)域，進(jìn)一步說(shuō)明了半導(dǎo)體材料的發(fā)展對(duì)半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體器件的影響。分子束外延的優(yōu)點(diǎn)就是能對(duì)半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體器件的影響。分子束外延的優(yōu)點(diǎn)就是能夠制備超薄層的

37、半導(dǎo)體材料；外延材料表面形貌好，而且面積夠制備超薄層的半導(dǎo)體材料；外延材料表面形貌好，而且面積較大均勻性較好；可以制成不同摻雜劑或不同成份的多層結(jié)構(gòu)；較大均勻性較好；可以制成不同摻雜劑或不同成份的多層結(jié)構(gòu)；外延生長(zhǎng)的溫度較低，有利于提高外延層的純度和完整性；利外延生長(zhǎng)的溫度較低，有利于提高外延層的純度和完整性；利用各種元素的粘附系數(shù)的差別，可制成化學(xué)配比較好的化合物用各種元素的粘附系數(shù)的差別，可制成化學(xué)配比較好的化合物半導(dǎo)體薄膜。半導(dǎo)體薄膜。 分子束外延（分子束外延（Molecular beam epitaxy, MBE）是在）是在1969年由貝爾（年由貝爾（Bell）實(shí)驗(yàn)室的）實(shí)驗(yàn)室的J.

38、R. Arthur命名的。它是在適當(dāng)命名的。它是在適當(dāng)?shù)囊r底和合適的條件下，沿襯底材料晶軸方向生長(zhǎng)一層結(jié)晶的襯底和合適的條件下，沿襯底材料晶軸方向生長(zhǎng)一層結(jié)晶結(jié)構(gòu)完整的新單晶層薄膜的方法，故稱該工藝為外延。新生結(jié)構(gòu)完整的新單晶層薄膜的方法，故稱該工藝為外延。新生的單晶層叫外延層。的單晶層叫外延層。氣相外延氣相外延（VPE）：）：CVD外延、外延、PVD外延外延液相外延（液相外延（LPE）：）：分子束外延（分子束外延（MBE）：）： 廣泛應(yīng)用于固態(tài)微波器件、光電器件、超大規(guī)模集成電廣泛應(yīng)用于固態(tài)微波器件、光電器件、超大規(guī)模集成電路、光通訊和制備超晶格材料等領(lǐng)域。路、光通訊和制備超晶格材料等領(lǐng)域。

39、合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 交流電弧蒸發(fā)法交流電弧蒸發(fā)法借鑒了碳素借鑒了碳素膜制備方法，不需要特別的設(shè)備。膜制備方法，不需要特別的設(shè)備。蒸發(fā)材料作為電極棒安裝在與蒸蒸發(fā)材料作為電極棒安裝在與蒸鍍室絕緣的兩根電極支持棒上，鍍室絕緣的兩根電極支持棒上，蒸鍍室的真空度達(dá)蒸鍍室的真空度達(dá)10-6-10-7 Torr后，后，在電極間加交流電壓在電極間加交流電壓10-50V，移，移動(dòng)一個(gè)電極，使其與另一電極接動(dòng)一個(gè)電極，使其與另一電極接觸隨后立即拉開(kāi)。這樣，在電觸隨后立即拉開(kāi)。這樣，在電極間產(chǎn)生電弧放電，電極材料蒸極間產(chǎn)生電弧放電，電極材料蒸發(fā)，在與蒸發(fā)源相距適當(dāng)距離的發(fā)，在與蒸發(fā)源相距適當(dāng)距離

40、的基片上形成薄膜。基片上形成薄膜。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 適當(dāng)控制蒸鍍室的真空度，適當(dāng)控制蒸鍍室的真空度，直流電弧放電直流電弧放電可持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。可持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。這種方法可用于金屬膜的蒸鍍，也可用于鐵氧體等氧化膜的蒸這種方法可用于金屬膜的蒸鍍，也可用于鐵氧體等氧化膜的蒸鍍。鍍。 把燒結(jié)的鐵氧體塊體放入真空度為把燒結(jié)的鐵氧體塊體放入真空度為10-5Torr的蒸鍍室內(nèi)，使的蒸鍍室內(nèi)，使塊體表面朝上，塊體表面朝上，Mo電極棒與塊體表面接觸，加直流電壓電極棒與塊體表面接觸，加直流電壓110V。當(dāng)接觸部位熔化時(shí)，將當(dāng)接觸部位熔化時(shí)，將Mo電極稍微拉離表面就會(huì)引起電弧放電，電極稍微拉離表面就

41、會(huì)引起電弧放電，使鐵氧體蒸發(fā)。使鐵氧體蒸發(fā)。 為了維持放電，需要有為了維持放電，需要有10-6-10-7 Torr的真空度和的真空度和5-15A的放的放電電流。構(gòu)成鐵氧體的金屬元素有不同的蒸發(fā)溫度，因此得到電電流。構(gòu)成鐵氧體的金屬元素有不同的蒸發(fā)溫度，因此得到的蒸鍍膜是不均勻的，但將其在空氣加熱至的蒸鍍膜是不均勻的，但將其在空氣加熱至1250一一1350就會(huì)就會(huì)形成均質(zhì)薄膜。形成均質(zhì)薄膜。 母材的組成與膜的組成是有差別的，適當(dāng)選擇母材組成就母材的組成與膜的組成是有差別的，適當(dāng)選擇母材組成就可以得到符合組成要求的鐵氧體薄膜。可以得到符合組成要求的鐵氧體薄膜。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)

42、熱壁法熱壁法 為獲得良好的外延生長(zhǎng)膜，人們研究了熱壁外延生長(zhǎng)為獲得良好的外延生長(zhǎng)膜，人們研究了熱壁外延生長(zhǎng)法。法。 熱壁法是利用加熱的石英管間接加熱蒸發(fā)材料，使其熱壁法是利用加熱的石英管間接加熱蒸發(fā)材料，使其蒸發(fā)，在襯底上形成薄膜。蒸發(fā)，在襯底上形成薄膜。 熱壁法的主要結(jié)構(gòu)是在熱管熱壁法的主要結(jié)構(gòu)是在熱管( (熱壁熱壁) )的上端安裝基片，的上端安裝基片，在熱管下端安裝蒸發(fā)源，熱管起著輸運(yùn)蒸氣和使蒸氣溫度在熱管下端安裝蒸發(fā)源，熱管起著輸運(yùn)蒸氣和使蒸氣溫度保持均勻的作用。熱管結(jié)構(gòu)是封閉的，因此可以防止蒸氣保持均勻的作用。熱管結(jié)構(gòu)是封閉的，因此可以防止蒸氣向外部散失，并可控制組分的蒸氣壓。向外部散

43、失，并可控制組分的蒸氣壓。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā) 熱壁法的最大特點(diǎn)是在熱熱壁法的最大特點(diǎn)是在熱平衡狀態(tài)下成膜。平衡狀態(tài)下成膜。 可以形成超晶格結(jié)構(gòu)?？梢孕纬沙Ц窠Y(jié)構(gòu)。合金及化合物的蒸發(fā)合金及化合物的蒸發(fā)激光蒸發(fā)法的特點(diǎn)：激光蒸發(fā)法的特點(diǎn)： 激光加熱可以達(dá)到極高的溫度，可蒸發(fā)任何高熔點(diǎn)材激光加熱可以達(dá)到極高的溫度，可蒸發(fā)任何高熔點(diǎn)材料，且獲得很高的蒸發(fā)速率；料，且獲得很高的蒸發(fā)速率； 非接觸式加熱，完全避免了蒸發(fā)源的污染，簡(jiǎn)化了真非接觸式加熱，完全避免了蒸發(fā)源的污染，簡(jiǎn)化了真空室，非常適合在超高真空下制備高純薄膜；空室，非常適合在超高真空下制備高純薄膜； 能對(duì)某些化合物或合金進(jìn)行

44、能對(duì)某些化合物或合金進(jìn)行“閃爍閃爍”蒸發(fā)，有利于蒸發(fā)，有利于保證薄膜成分的組成和防止分解，是淀積介質(zhì)薄膜、保證薄膜成分的組成和防止分解，是淀積介質(zhì)薄膜、半導(dǎo)體薄膜和無(wú)機(jī)化合物薄膜的好方法。半導(dǎo)體薄膜和無(wú)機(jī)化合物薄膜的好方法。膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控 薄膜厚度是薄膜最重要的參數(shù)之一，它影響著薄膜的各薄膜厚度是薄膜最重要的參數(shù)之一，它影響著薄膜的各種性質(zhì)及其應(yīng)用。種性質(zhì)及其應(yīng)用。 薄膜淀積速率是制膜工藝中的一個(gè)重要參數(shù)，它直接影薄膜淀積速率是制膜工藝中的一個(gè)重要參數(shù)，它直接影響薄膜的結(jié)構(gòu)的特性。響薄膜的結(jié)構(gòu)的特性。 重點(diǎn)：薄膜厚度的測(cè)量和監(jiān)控。重點(diǎn)：薄膜厚度的測(cè)量和監(jiān)控。膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控膜厚和淀積速率的測(cè)量與監(jiān)控厚度：是指兩個(gè)完全平整的平行平面之間的距離。厚度：是指兩個(gè)完全平整的平行平面之間的距離。理想薄