薄膜制造技術(shù)課件

光學(xué)薄膜制備工藝成膜工藝化學(xué)方法物理方法化學(xué)氣相沉積電鍍電解陽極氧化等等真空蒸鍍離子鍍?yōu)R射分子束外延等等光學(xué)真空鍍膜機(jī)

1真空系統(tǒng)

2蒸發(fā)系統(tǒng)

3厚度控制系統(tǒng)

初真空低真空高真空超高真空真空度Pa>103103-10-110-1-10-6<10-6平均自由程（cm)<10-410-4-55-105>105氣流特點(diǎn)1.以氣體分子間的碰撞為主2.粘滯流過渡區(qū)域1.以氣體分子與器壁的碰撞為主2.分子流平均吸附時(shí)間氣體分子以空間飛行為主以吸附停留為主鍍膜機(jī)真空系統(tǒng)泵名原理工作范圍Torr102110-210-410-610-810-1010-12

機(jī)械泵分子泵羅茨泵機(jī)械里壓縮排除氣體擴(kuò)散泵靠蒸汽射流攜帶排除氣體濺射離子泵鈦升華泵靠濺射或升華形成吸氣、吸附排除氣體吸附泵冷凝泵利用低溫表面對(duì)氣體進(jìn)行物理吸附排氣真空泵抽氣原理及工作范圍油擴(kuò)散泵擴(kuò)散泵示意圖注意事項(xiàng)：

1．不能在泵內(nèi)氣壓高于1帕?xí)r加熱擴(kuò)散泵；已工作的擴(kuò)散泵停止加熱后，應(yīng)繼續(xù)用機(jī)械泵抽空，直至冷卻，否則泵油易氧化變質(zhì)。

2．由于冷卻不可能絕對(duì)完善，總有一些油分子未被冷凝而升向泵頂，進(jìn)入待抽容器，這種現(xiàn)象叫"返油"。為減少其效果，在擴(kuò)散泵頂部一般都裝有水冷擋油板，它應(yīng)當(dāng)檔去盡量多的油蒸汽而對(duì)抽氣速率的影響盡量小。

3．若泵油的溫度不夠高，則不僅抽速慢，而且因油蒸汽噴出的速度不夠快而會(huì)在到達(dá)泵壁前就因碰撞而升向泵頂，造成嚴(yán)重的返油現(xiàn)象。所以，擴(kuò)散泵的加熱時(shí)間不能太短，一般約需40分鐘左右。冷陰極電離真空計(jì)蒸發(fā)系統(tǒng)：熱蒸發(fā)濺射離子鍍離子輔助蒸發(fā)鐘罩鍍膜機(jī)示意圖1加熱2玻璃3蒸發(fā)源4鐘罩濺射技術(shù)高頻濺射又稱射頻濺射——為濺射介質(zhì)材料而設(shè)計(jì)磁控濺射——提高離化率、濺射速率，降低基片溫度離子鍍技術(shù)離子鍍技術(shù)是在熱蒸發(fā)技術(shù)和濺射技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新工藝，1963年首先應(yīng)用于人造衛(wèi)星的金屬滑膜。特點(diǎn)：膜層附著力強(qiáng)密度高均勻性好沉積速度快、應(yīng)用：高硬度刀具耐磨固體潤滑膜電子槍示意圖APS1104德國LeyboldAPS1104真空室內(nèi)情況改進(jìn)蒸發(fā)工藝、改善膜層的微觀結(jié)構(gòu)基本的思路：附加一定的能量到被鍍的表面上去，利用這些能量移開弱束縛的粒子，使達(dá)到基板的材料粒子有高的遷移率。由于附加了能量，膜料粒子可以穿透比較遠(yuǎn)的距離，去找到一個(gè)有比較強(qiáng)束縛的位置。從而使膜層的結(jié)構(gòu)得到改善。具體實(shí)施辦法：在膜層沉積的同時(shí)，利用電子、光子、離子將能量附加到基底上去，這不僅有利于清潔被鍍表面，也增加了膜層的致密度。

近十幾年的趨勢是利用荷能的離子完成基片清潔和改善膜層結(jié)構(gòu)的任務(wù)離子體增強(qiáng)的離子輔助技術(shù)

等離子源采用熱陰極、筒狀陽極及軸向發(fā)散形磁場，在輔助沉積過程中，放電氣體(Ar氣)進(jìn)入APS源，放電產(chǎn)生的等離子體在交叉電磁場的作用下被拔出APS，并在電磁場作用下漂向基板，放電氣體形成的等離子體形成一個(gè)園維體充滿基板下的空間。這時(shí)充入反應(yīng)氣體(O2等)，等離子體電離并激活反應(yīng)氣體及從電子槍蒸發(fā)出的材料分子，并在基板上得到符合化學(xué)計(jì)量比的電介質(zhì)薄膜。光學(xué)膜厚監(jiān)控系統(tǒng)輔助系統(tǒng)加溫溫度測量與控制充氣