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簡(jiǎn)介

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。

蒸發(fā)鍍膜

　　通過(guò)加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在固體表面，稱為蒸發(fā)鍍膜。這種方法最早由M.法拉第于1857年提出，現(xiàn)代已成為常用鍍膜技術(shù)之一。蒸發(fā)鍍膜設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1。

蒸發(fā)物質(zhì)如金屬、化合物等置于坩堝內(nèi)或掛在熱絲上作為蒸發(fā)源，待鍍工件，如金屬、陶瓷、塑料等基片置于坩堝前方。待系統(tǒng)抽至高真空后，加熱坩堝使其中的物質(zhì)蒸發(fā)。蒸發(fā)物質(zhì)的原子或分子以冷凝方式沉積在基片表面。薄膜厚度可由數(shù)百埃至沈陽(yáng)真空爐體加熱速度數(shù)微米。膜厚決定于蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率和時(shí)間（或決定于裝料量），并與源和基片的距離有關(guān)。對(duì)于大面積鍍膜，常采用旋轉(zhuǎn)基片或多蒸發(fā)源的方式以保證膜層厚度的均勻性。從蒸發(fā)源到基片的距離應(yīng)小于蒸氣分子在殘余氣體中的平均自由程，以免蒸氣分子與殘氣分子碰撞引起化學(xué)作用。蒸氣分子平均動(dòng)能約為0.1～0.2電子伏。

蒸發(fā)鍍膜的類型

　　蒸發(fā)源有三種類型。①電阻加熱源：用難熔金屬如鎢、鉭制成舟箔或絲狀,通以電流,加熱在它上方的或置于坩堝中的蒸發(fā)物質(zhì)（圖1[蒸發(fā)鍍膜設(shè)備示意圖]

）電阻加熱源主要用于蒸發(fā)Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。②高頻感應(yīng)加熱源：用高頻感應(yīng)電流加熱坩堝和蒸發(fā)物質(zhì)。③電子束加熱源：適用沈陽(yáng)真空爐體加熱速度于蒸發(fā)溫度較高（不低于2000[618-1]）的材料，即用電子束轟擊材料使其蒸發(fā)。

　　蒸發(fā)鍍膜與其他真空鍍膜方法相比，具有較高的沉積速率，可鍍制單質(zhì)和不易熱分解的化合物膜。

　　為沉積高純單晶膜層，可采用分子束外延方法。生長(zhǎng)摻雜的GaAlAs單晶層的分子束外延裝置如圖2[ 分子束外延裝置示意圖

]。噴射爐中裝有分子束源，在沈陽(yáng)超高真空下當(dāng)它被加熱到一定溫度時(shí)，爐中元素以束狀分子流射向基片?；患訜岬揭欢囟龋练e在基片上的分子可以徙動(dòng)，按基片晶格次序生長(zhǎng)結(jié)晶用分子束外延法可獲得所需化學(xué)計(jì)量比的高純化合物單晶膜，薄膜最慢生長(zhǎng)速度可控制在1單層／秒。通過(guò)控制擋板,可精確地做出所需成分和結(jié)構(gòu)的單晶薄膜。分子束外延沈陽(yáng)真空爐體加熱速度法廣泛用于制造各種光集成器件和各種超晶格結(jié)構(gòu)薄膜。

濺射鍍膜

　　用高能粒子轟擊固體表面時(shí)能使固體表面的粒子獲得能量并逸出表面，沉積在基片上。濺射現(xiàn)象于1870年開(kāi)始用于鍍膜技術(shù)，1930年以后由于提高了沉積速率而逐漸用于工業(yè)生產(chǎn)。常用的二極濺射設(shè)備如圖3[ 二

極濺射示意圖]。通常將欲沉積的材料制成板材──靶,固定在陰極上。基片置于正對(duì)靶面的陽(yáng)極上,距靶幾厘米。系統(tǒng)抽至高真空后充入 10～1帕的氣體（通常為氬氣），在陰極和陽(yáng)極間加幾千伏電壓，兩極間即產(chǎn)生輝光放電。放電產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)作用下飛向陰極，與靶表面原子碰撞，受碰撞從靶面逸出的靶原子稱為濺射原子,其能量在1至幾十電子伏范圍。濺射原子在基片表面沈陽(yáng)真空爐體加熱速度沉積成膜。與蒸發(fā)鍍膜不同，濺射鍍膜不受膜材熔點(diǎn)的限制,可濺射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等難熔物質(zhì)。濺射化合物膜可用反應(yīng)濺射法，即將反應(yīng)氣體 (O、N、HS、CH等)加入Ar氣中,反應(yīng)氣體及其離子與靶原子或?yàn)R射原子發(fā)生反應(yīng)生成化合物（如氧化物、氮化物等）而沉積在基片上。沉積絕緣膜可采用高頻濺射法?；b在接地的電極上，絕緣靶裝在對(duì)面的電極上。高頻電源一端接地，一端通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)和隔直流電容接到裝有絕緣靶的電極上。接通高頻電源后，高頻電壓不斷改變極性。等離子體中的電子和正離子在電壓的正半周和負(fù)半周分別打到絕緣靶上。由于電子遷移率高于正離子，絕緣靶表面帶負(fù)電，在達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，靶處于負(fù)的偏置電位沈陽(yáng)真空爐體加熱速度，從而使正離子對(duì)靶的濺射持續(xù)進(jìn)行。采用磁控濺射可使沉積速率比非磁控濺射提高近一個(gè)數(shù)量級(jí)。

離子鍍

蒸發(fā)物質(zhì)的分子被電子碰撞電離后以離子沉積在固體表面，稱為離子鍍。這種技術(shù)是D.麥托克斯于1963年提出的。離子鍍是真空蒸發(fā)與陰極濺射技術(shù)的結(jié)合。一種離子鍍系統(tǒng)如圖4[離子鍍系統(tǒng)示意圖],將基片臺(tái)作為陰極，外殼作陽(yáng)極，充入惰性氣體（如氬）以產(chǎn)生輝光放電。從蒸發(fā)源蒸發(fā)的分子通過(guò)等離子區(qū)時(shí)發(fā)生電離。正離子被基片臺(tái)負(fù)電壓加速打到基片表面。未電離的中性原子（約占蒸發(fā)料的95％）也沉積在基片或真空室壁表面。電場(chǎng)對(duì)離化的蒸氣分子的加速作用（離子能量約幾百～幾千電子伏）和氬離子對(duì)基片的濺射清洗作用，使膜層附著強(qiáng)度大大沈陽(yáng)真空爐體加熱速度提高。離子鍍工藝綜合了蒸發(fā)（高沉積速率）與濺射（良好的膜層附著力）工藝的特點(diǎn)，并有很好的繞射性，可為形狀復(fù)雜的工件鍍膜。

光學(xué)鍍膜材料

　?。兌龋?9.9%-99.9999%）高純氧化物

　　一氧化硅、SiO，二氧化鉿、HfO2，二硼化鉿，氯氧化鉿，二氧化鋯、ZrO2，二氧化鈦、TiO2，一氧化鈦、TiO，二氧化硅、SiO2，三氧化二鈦、Ti2O3，五氧化三鈦

、Ti3O5，五氧化二鉭、Ta2O5，五氧化二鈮、Nb2O5，三氧化二鋁、Al2O3，三氧化二鈧、Sc2O3，三氧化二銦、In2O3，二鈦酸鐠、Pr(TiO3)2，二氧化鈰、CeO2，氧化鎂、MgO，三氧化鎢、WO3，氧化釤、Sm2O3，氧化釹、Nd沈陽(yáng)真空爐體加熱速度2O3，氧化鉍、Bi2O3，氧化鐠、Pr6O11，氧化銻、Sb2O3，氧化釩、V2O5，氧化鎳、NiO，氧化鋅、ZnO，氧化鐵、Fe2O3，氧化鉻、Cr2O3，氧化銅、CuO等。高純氟化物

　　氟化鎂、MgF2，氟化鐿、YbF3，氟化釔、LaF3，氟化鏑、DyF3，氟化釹、NdF3，氟化鉺、ErF3，氟化鉀、KF，氟化鍶、SrF3，氟化釤、SmF3，氟化鈉、NaF，氟化鋇、BaF2，氟化鈰、CeF3，氟化鉛等。高純金屬類

高純鋁,高純鋁絲，高純鋁粒，高純鋁片，高純鋁柱，高純銅，高純銅絲，高純銅片，高純銅粒，高純鉻，高純鉻粒，高純鉻粉，高純鉻塊，鉻條，高純鈷，高純鈷粒，高純金，高純金絲，高純金片，高純金沈陽(yáng)真空爐體加熱速度粒，高純銀，高純銀絲，高純銀粒，高純銀片，高純鉑，高純鉑絲，高純鉿，高純鉿粉，高純鉿絲，高純鉿粒，高純鎢，高純鎢粒，高純鉬，高純鉬粒，高純鉬片，高純硅，高純單晶硅，高純多晶硅，高純鍺，高純鍺粒，高純錳，高純錳粒，高純鈷，高純鈷粒，高純鈮，高純錫，高純錫粒，高純錫絲，高純鎢，高純鎢粒，高純鋅，高純鋅粒，高純釩，高純釩粒，高純鐵，高純鐵粒，高純鐵粉，高純鈦，高純鈦片，高純鈦粒，海面鈦,高純鋯，高純鋯絲，海綿鋯,碘化鋯,高純鋯粒，高純鋯塊，高純碲，高純碲粒，高純鍺，高純鎳，高純鎳絲，高純鎳片，高純鎳柱，高純鉭，高純鉭片，高純鉭絲，高純鉭粒，高純鎳鉻絲，高純鎳鉻粒，高純鑭,高純鐠,高純釓,高純鈰,高純沈陽(yáng)真空爐體加熱速度鋱,高純鈥,高純釔,高純鐿,高純銩,高純錸,高純銠,高純鈀,高純銥等.混合料

　　氧化鋯氧化鈦混合料，氧化鋯氧化鉭混合料，氧化鈦氧化鉭混合料，氧化鋯氧化釔混合料，氧化鈦氧化鈮混合料，氧化鋯氧化鋁混合料，氧化鎂氧化鋁混合料，氧化銦氧化錫混合料，氧化錫氧化銦混合料，氟化鈰氟化鈣混合料等混合料其他化合物

　　鈦酸鋇，BaTiO3，鈦酸鐠，PrTiO3，鈦酸鍶，SrTiO3，鈦酸鑭，LaTiO3，硫化鋅，ZnS，冰晶石，Na3AlF6，硒化鋅，ZnSe，硫化鎘，硫化鉬，硫化銅，二硅化鉬。輔料

　　鉬片，鉬舟、鉭片、鎢片、鎢舟、鎢絞絲。

濺射靶材

　?。兌龋?9.9%-99.999%）金屬靶材

鎳靶、Ni靶、鈦靶、Ti靶、鋅靶、沈陽(yáng)真空爐體加熱速度Zn靶、鉻靶、Cr靶、鎂靶、Mg靶、鈮靶、Nb靶、錫靶、Sn靶、鋁靶、Al靶、銦靶、In靶、鐵靶、Fe靶、鋯鋁靶、ZrAl靶、鈦鋁靶、TiAl靶、鋯靶、Zr靶、硅靶、Si靶、銅靶，Cu靶、鉭靶，Ta靶、鍺靶、Ge靶、銀靶、Ag靶、鈷靶、Co靶、金靶、Au靶、釓靶、Gd靶、鑭靶、La靶、釔靶、Y靶、鈰靶、Ce靶、鉿靶、Hf靶、鉬靶、Mo靶、鐵鎳靶、FeNi靶、V靶、W靶、不銹鋼靶、鎳鐵靶、鐵鈷靶、鎳鉻靶、銅銦鎵靶、鋁硅靶NiCr靶等金屬靶材。陶瓷靶材

　　2. 陶瓷靶材ITO靶、AZO靶，氧化鎂靶、氧化鐵靶、氧化鉻靶、氧化鋅靶、硫化鋅靶、硫化鎘靶，硫化鉬靶，二氧化硅靶、一氧化硅靶、氧化鈰靶、二氧化鋯靶、沈陽(yáng)真空爐體加熱速度五氧化二鈮靶、二氧化鈦靶、二氧化鋯靶，二氧化鉿靶，二硼化鈦靶，二硼化鋯靶，三氧化鎢靶，三氧化二鋁靶，五氧化二鉭靶，五氧化二鈮靶、氟化鎂靶、氟化釔靶、氟化鎂靶，硒化鋅靶、氮化鋁靶，氮化硅靶，氮化硼靶，氮化鈦靶，碳化硅靶，鈮酸鋰靶、鈦酸鐠靶、鈦酸鋇靶、鈦酸鑭靶、氧化鎳靶等陶瓷濺射靶材。