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1、薄膜物理气相沉积电加热方法:•钨丝热源：–主要用于块状材料的蒸发、可以在2200K下工作；–有污染、简单经济；•难熔金属蒸发舟：W,Ta,Mo等材料制作；–可用于粉末、块状材料的蒸发；–有污染、简单经济；（1）电阻式蒸发装置2利用大电流通过一个连接着靶材材料的电阻器,将产生非常高的温度,利用这个高温来升华靶材材料。通常使用钨(Tm=3380℃),钽Ta(Tm=2980℃),钼Mo(Tm=2630℃),高熔点又能产生高热的金属,做成电阻器。3电阻器可以依被镀物工件形状,摆放方式,位置,腔体大小,旋转方式,而
2、作成不同的形状。41.避免被蒸发物质与加热材料之间发生化学反应的可能性，可以考虑使用表面涂有一层Al2O3的加热体；2.防止被加热物质的放气过程可能引起的物质飞溅。对被蒸发的物质可以采取两种方法，即普通的电阻加热法和高频感应法。前者依靠缠于坩锅外的电阻丝实现加热，而后者依靠感应线圈在被加热的物质中或在坩锅中产生出感应电流来实现对蒸发物质的加热。在后者情况下，需要被加热的物质或坩锅本身具有一定的导电性。加热方式：注意：51.电阻式蒸镀机设备价格便宜,构造简单容易维护。2.靶材可以依需要,做成各种的形状。优点
3、:缺点:1.因为热量及温度是由电阻器产生,并传导至靶材,电阻器本身的材料难免会在过程中参加反应,因此会有些微的污染,造成蒸发膜层纯度稍差,伤害膜层的质量。2.热阻式蒸镀比较适合金属材料的靶材,光学镀膜常用的介电质材料,因为氧化物所需熔点温度更高,大部分都无法使用电阻式加温来蒸发。3.蒸镀的速率比较慢,且不易控制。4.化合物的靶材,可能会因为高温而被分解,只有小部分化合物靶材可以被闪燃蒸镀使用。5.电阻式蒸镀的膜层硬度比较差,密度比较低。6•电子束加热枪：灯丝+加速电极+偏转磁场组成•蒸发坩埚：陶瓷坩埚或水
4、冷铜坩埚；•电子束蒸发的特点：–工作真空度比较高，可与离子源联合使用；–可用于粉末、块状材料的蒸发；–可以蒸发金属和化合物；–可以比较精确地控制蒸发速率；–电离率比较低。（2）电子束蒸发装置7电子束蒸发设备的核心是偏转电子枪，偏转电子枪是利用具有一定速度的带点粒子在均匀磁场中受力做圆周运动这一原理设计而成的。其结构由两部分组成：一是电子枪用来射高速运动的电子；二是使电子做圆周运动的均匀磁场。电子束蒸发装置示意图8电子束的绝大部分能量要被坩埚的水冷系统带走，因而其热效率较低。另外，过高的加热功率也会对整个薄
5、膜沉积系统形成较强的热辐射。１．熔点要高。２．饱和蒸汽压要低。３．化学性能要稳定。缺点：电子束蒸发对源材料的要求：9电弧蒸发装置也具有能够避免电阻加热材料或坩埚材料的污染，加热温度较高的特点，特别适用于熔点高，同时具有一定导电性的难熔金属、石墨等的蒸发。同时，这一方法所用的设备比电子束加热装置简单，因此是一种较为廉价的蒸发装置，现今很多蒸发镀膜法均采用电弧蒸发装置。（3）电弧蒸发装置10电弧离子镀设备:•电弧离子镀膜技术是以金属等离子体弧光放电为基础的一种高效镀膜技术；•电弧源：靶(导电材料)+约束磁场+
6、弧电极+触发电极–等离子体的电离率高达70%；–可蒸发高熔点导电材料，如C、Ta等；–有部分金属液滴；–可在活性气氛下工作；电弧蒸发装置示意图11•沉积速率高,高达0.1μm/min；•沉积能量可控、具有自清洗功能；•有大颗粒、粗糙度大；•在放电过程中容易产生微米量级大小的电极颗粒的飞溅，从而影响被沉积薄膜的均匀性。优点：缺点：12电弧蒸发法的改进——电弧过滤技术:•磁镜过滤方法：–通过磁场对电子运动的控制实现对等离子体的控制；–可以显著降低薄膜中的大颗粒；–沉积效率降低明显、束径受磁镜限制；•磁场约束遮
7、挡过滤：–等离子体发射方向与镀膜方向垂直–束径不受限制，但沉积率比较低；13通过对基片施加脉冲偏压减少等离子体中的颗粒沉积；脉冲偏压过滤原理：利用等离子体尘埃带负电的特点，通过脉冲偏压的动态等离子体壳层控制尘埃颗粒沉积；脉冲偏压过滤特点：–沉积效率降低比较小；–可以实现化合物的低温沉积(TiN，低于200oC)；–可以改善薄膜的力学性能；–特别大的颗粒过滤效果不理想；电弧蒸发法的改进——脉冲偏压技术:14（4）激光蒸发装置使用高功率的激光束作为能源进行薄膜的蒸发沉积的方法就被称为激光蒸发沉积法。实际应用中
8、，多使用位于紫外波段的脉冲激光器作为蒸发的光源，如波长为248nm、脉冲宽度为20ns的KrF（氟化氪）准分子激光等。由于在蒸发过程中，高能激光光子可在瞬间将能量直接传递给被蒸发物质的原子，因而激光蒸发法产生的粒子能量一般显著高于普通的蒸发方法。15脉冲激光沉积(PLD)方法:•加热源：脉冲激光(准分子激光器)–波长越短，光子能量越大，效率越高；–不要求高真空，但激光器价格昂贵•PLD的特点：–蒸气的成分与靶材料基本相同，没有
