原子層沉積過程由A、B兩個半反應(yīng)分四個基元步驟進行:1)前驅(qū)體A脈沖吸附反應(yīng);2)惰氣吹掃多余的反應(yīng)物及副產(chǎn)物;3)前驅(qū)體B脈沖吸附反應(yīng);4)惰氣吹掃多余的反應(yīng)物及副產(chǎn)物,然后依次循環(huán)從而實現(xiàn)薄膜在襯底表面逐層生長。基于原子層沉積的原理,利用原子層沉積制備高質(zhì)量薄膜材料,三大要素必不可少:1)前驅(qū)體需滿足良好的揮發(fā)性、足夠的反應(yīng)活性以及一定熱穩(wěn)定性,前驅(qū)體不能對薄膜或襯底具有腐蝕或溶解作用;2)前驅(qū)體脈沖時間需保證單層飽和吸附;3)沉積溫度應(yīng)保持在ALD窗口內(nèi),以避免因前驅(qū)體冷凝或熱分解等引發(fā)CVD生長從而使得薄膜不均勻。真空鍍膜技術(shù)首先用于生產(chǎn)光學(xué)鏡片。湖南LPCVD真空鍍膜
真空鍍膜的方法:濺射鍍膜:濺射鍍膜有很多種方式。按電極結(jié)構(gòu)、電極相對位置以及濺射的過程,可以分為二極濺射、三極或四極濺射、磁控濺射、對向靶濺射、和ECR濺射。除此之外還根據(jù)制作各種薄膜的要求改進的濺射鍍膜技術(shù)。比較常用的有:在Ar中混入反應(yīng)氣體如O2、N2、CH4、C2H2等,則可制得鈦的氧化物、氮化物、碳化物等化合物薄膜的反應(yīng)濺射。在成膜的基板上施加直到500V的負電壓,使離子轟擊膜層的同時成膜,由此改善膜層致密性的偏壓濺射。連云港真空鍍膜儀真空鍍膜過程可以實現(xiàn)連續(xù)化。
真空鍍膜:在真空中制備膜層,包括鍍制晶態(tài)的金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等單質(zhì)或化合物膜。雖然化學(xué)汽相沉積也采用減壓、低壓或等離子體等真空手段,但一般真空鍍膜是指用物理的方法沉積薄膜。真空鍍膜有三種形式,即蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍。真空鍍膜技術(shù)初現(xiàn)于20世紀30年代,四五十年代開始出現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)開始于20世紀80年代,在電子、宇航、包裝、裝潢、燙金印刷等工業(yè)中取得普遍的應(yīng)用。真空鍍膜是指在真空環(huán)境下,將某種金屬或金屬化合物以氣相的形式沉積到材料表面(通常是非金屬材料),屬于物理的氣相沉積工藝。因為鍍層常為金屬薄膜,故也稱真空金屬化。
原子層沉積技術(shù)憑借其獨特的表面化學(xué)生長原理、亞納米膜厚的精確控制性以及適合復(fù)雜三維高深寬比表面沉積,自截止生長等特點,特別適合薄層薄膜材料的制備。例如:S.F. Bent等人利用十八烷基磷酸鹽(ODPA)對Cu的選擇性吸附,在預(yù)先吸附有ODPA分子的襯底表面進行ALD沉積Al2O3,有效避免了Al2O3在Cu表面沉積,從而得到被高k絕緣材料Al2O3所間隔的空間選擇性暴露表面Cu的薄膜材料。此外,電鏡照片表明該沉積方法的區(qū)域選擇性得到了有效保證。真空鍍膜的操作規(guī)程:在離子轟擊和蒸發(fā)時,應(yīng)特別注意高壓電線接頭,不得觸動,以防觸電。
磁控濺射包括很多種類各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點:利用磁場與電場交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運行,從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。靶源分平衡和非平衡式,平衡式靶源鍍膜均勻,非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜,非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場位形分布不同,大致可分為平衡態(tài)和非平衡磁控陰極。具體應(yīng)用需選擇不一樣的磁控設(shè)備類型。真空濺射鍍是真空鍍膜技術(shù)的一種。徐州真空鍍膜設(shè)備
真空鍍膜機模具滲碳是為了提高模具的整體強韌性,即模具的工作表面具有高的強度和耐磨性。湖南LPCVD真空鍍膜
ALD允許在原子層水平上精確控制膜厚度。而且,可以相對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是有用的,并且在使用易于熱解的前體時也是有利的。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。例如,氧化鋁的膜形成為每個循環(huán)0.11nm,并且每小時的標準膜形成量為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,當需要大約μm的膜厚度時,就膜形成時間而言,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。湖南LPCVD真空鍍膜