ALD允許在原子層水平上精確控制膜厚度。而且,可以相對(duì)容易地形成不同材料的多層結(jié)構(gòu)。由于其高反應(yīng)活性和精度,它在精細(xì)和高效的半導(dǎo)體領(lǐng)域(如微電子和納米技術(shù))中非常有用。由于ALD通常在相對(duì)較低的溫度下操作,因此在使用易碎的底物例如生物樣品時(shí)是有用的,并且在使用易于熱解的前體時(shí)也是有利的。由于它具有出色的投射能力,因此可以輕松地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的粉末和形狀。 眾所周知,ALD工藝非常耗時(shí)。例如,氧化鋁的膜形成為每個(gè)循環(huán)0.11nm,并且每小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)膜形成量為100至300nm。由于ALD通常用于制造微電子和納米技術(shù)的基材,因此不需要厚膜形成。通常,當(dāng)需要大約μm的膜厚度時(shí),就膜形成時(shí)間而言,ALD工藝是困難的。作為物質(zhì)限制,前體必須是揮發(fā)性的。另外,成膜靶必須能夠承受前體分子的化學(xué)吸附所必需的熱應(yīng)力。真空鍍膜的主要功能包括賦予被鍍件表面高度金屬光澤和鏡面效果。惠州納米涂層真空鍍膜
真空鍍膜:離子鍍:離子鍍基本原理是在真空條件下,采用某種等離子體電離技術(shù),使鍍料原子部分電離成離子,同時(shí)產(chǎn)生許多高能量的中性原子,在被鍍基體上加負(fù)偏壓。這樣在深度負(fù)偏壓的作用下,離子沉積于基體表面形成薄膜。離子鍍借助于惰性氣體輝光放電,使鍍料(如金屬鈦)氣化蒸發(fā)離子化,離子經(jīng)電場(chǎng)加速,以較高能量轟擊工件表面,此時(shí)如通入二氧化碳、氮?dú)獾确磻?yīng)氣體,便可在工件表面獲得TiC、TiN覆蓋層,硬度高達(dá)2000HV。離子鍍技術(shù)較早在1963年由D。M。Mattox提出。1972年,Bunshah&Juntz推出活性反應(yīng)蒸發(fā)離子鍍(AREIP),該方法可以沉積TiN、TiC等超硬膜。1972年Moley&Smith發(fā)展完善了空心熱陰極離子鍍,1973年又發(fā)展出射頻離子鍍(RFIP)。20世紀(jì)80年代又發(fā)展出磁控濺射離子鍍(MSIP)和多弧離子鍍(MAIP)。離子鍍是物理的氣相沉積方法中應(yīng)用較普遍的一種鍍膜工藝。湛江新型真空鍍膜真空鍍膜技術(shù)被譽(yù)為較具發(fā)展前途的重要技術(shù)之一,并已在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展中展現(xiàn)出誘人的市場(chǎng)前景。
電子束蒸發(fā)可以蒸發(fā)高熔點(diǎn)材料,比一般電阻加熱蒸發(fā)熱效率高、 束流密度大、蒸發(fā)速度快,制成的薄膜純度高、質(zhì)量好,通過(guò)晶振控制,厚度可以較準(zhǔn)確地控制,可以廣泛應(yīng)用于制備高純薄膜和各種光學(xué)材料薄膜。電子束蒸發(fā)的金屬粒子只能考自身能量附著在襯底表面,臺(tái)階覆蓋性比較差,如果需要追求臺(tái)階覆蓋性和薄膜粘附力,建議使用磁控濺射。在蒸發(fā)溫度以上進(jìn)行蒸發(fā)試,蒸發(fā)源溫度的微小變化即可引起蒸發(fā)速率發(fā)生很大變化。因此,在鍍膜過(guò)程中,想要控制蒸發(fā)速率,必須精確控制蒸發(fā)源的溫度,加熱時(shí)應(yīng)盡量避免產(chǎn)生過(guò)大的溫度梯度。蒸發(fā)速率正比于材料的飽和蒸氣壓,溫度變化10%左右,飽和蒸氣壓就要變化一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。
真空鍍膜:等離子體鍍膜:每個(gè)弧斑存在極短時(shí)間,爆發(fā)性地蒸發(fā)離化陰極改正點(diǎn)處的鍍料,蒸發(fā)離化后的金屬離子,在陰極表面也會(huì)產(chǎn)生新的弧斑,許多弧斑不斷產(chǎn)生和消失,所以又稱多弧蒸發(fā)。較早設(shè)計(jì)的等離子體加速器型多弧蒸發(fā)離化源,是在陰極背后配置磁場(chǎng),使蒸發(fā)后的離子獲得霍爾(Hall)加速對(duì)應(yīng)效應(yīng),有利于離子增大能量轟擊量體,采用這種電弧蒸發(fā)離化源鍍膜,離化率較高,所以又稱為電弧等離子體鍍膜。由于等離子體鍍膜常產(chǎn)生多弧斑,所以也稱多弧蒸發(fā)離化過(guò)程。各種真空鍍膜技術(shù)都需要有一個(gè)蒸發(fā)源或靶子。
真空鍍膜的方法:濺射鍍膜:濺射鍍膜是指在真空室中,利用荷能粒子轟擊靶表面,使靶材的原子或分子從表面發(fā)射出來(lái),進(jìn)而在基片上沉積的技術(shù)。在濺射鍍鈦的實(shí)驗(yàn)中,電子、離子或中性粒子均可作為轟擊靶的荷能粒子,而由于離子在電場(chǎng)下易于加速并獲得較大動(dòng)能,所以一般是用Ar+作為轟擊粒子。與傳統(tǒng)的蒸發(fā)鍍膜相比,濺射鍍膜可以在低溫、低損傷的條件下實(shí)現(xiàn)高速沉積、附著力較強(qiáng)、制取高熔點(diǎn)物質(zhì)的薄膜,在大面積連續(xù)基板上可以制取均勻的膜層。濺射鍍膜被稱為可以在任何基板上沉積任何材料的薄膜技術(shù),因此應(yīng)用十分普遍。真空鍍膜機(jī)的優(yōu)點(diǎn):具有優(yōu)良的耐折性和良好的韌性,比較少出現(xiàn)小孔和裂口。湛江新型真空鍍膜
真空鍍膜有三種形式,即蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍。惠州納米涂層真空鍍膜
真空鍍膜:真空蒸鍍是在真空條件下,將鍍料靶材加熱并蒸發(fā),使大量的原子、分子氣化并離開(kāi)液體鍍料或離開(kāi)固體鍍料表面(或升華),并較終沉積在基體表面上的技術(shù)。在整個(gè)過(guò)程中,氣態(tài)的原子、分子在真空中會(huì)經(jīng)過(guò)很少的碰撞而直接遷移到基體,并沉積在基體表面形成薄膜。蒸發(fā)的方法包括電阻加熱,高頻感應(yīng)加熱,電子束、激光束、離子束高能轟擊鍍料等。真空蒸鍍是PVD法中使用較早的技術(shù)。將鍍料加熱到蒸發(fā)溫度并使之氣化,這種加熱裝置稱為蒸發(fā)源。較常用的蒸發(fā)源是電阻蒸發(fā)源和電子束蒸發(fā)源,特殊用途的蒸發(fā)源有高頻感應(yīng)加熱、電弧加熱、輻射加熱、激光加熱蒸發(fā)源等。惠州納米涂層真空鍍膜