在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发(或溅射),使其沉积在被涂覆的物体(称基片、基板或基体)上的方法称为真空镀膜法。真空蒸镀简称蒸镀,是在真空条件下,用一定的方法加热锻膜材料(简称膜料)使之气化,并沉积在工件表面形成固态薄膜。以动量传递的方法,用荷能粒子轰击材料表面,使其表面原子获得足够的能量而飞逸出来的过程称为溅射。离子镀膜技术简称离子镀,离子镀是在真空条件下,利用气体放电使气体或被蒸发物质部分电离,在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物质或其反应产物沉积在基片上。电阻加热蒸镀是用丝状或片状的钨、钼、钽高熔点金属做成适当形状的蒸发源,将膜料放在其中,接通电源,电阻直接加热膜料而使其蒸发。衡量沉积质量的主要指标有均匀度、台阶覆盖率、沟槽填充程度。南京真空镀膜

反应溅射是在溅射镀膜中,引入某些活性反应气体与溅射成不同于靶材的化合物薄膜。反应气体有O2、N2、CH4等。反应溅射的靶材可以是纯金属,也可以是化合物,反应溅射也可采用磁控溅射。如氮化铝薄膜可以采用磁控溅射铝靶材,气体通入一比一的氩气和氮气,反应溅射的优点是比直接溅射氮化铝靶材时间更快。磁控溅射可改变工作气体与氩气比例从而进行反应溅射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氩气作为工作气体,而氮气作为反应气体,能得到SiNx薄膜。通入氧气与氮气从而获得各种材料的氧化物与氮化物薄膜,通过改变反应气体与工作气体的比例也能对溅射速率进行调整,薄膜内组分也能相应调整。但反应气体过量时可能会造成靶中毒。EB真空镀膜服务真空镀膜技术在汽车行业中应用普遍。

通过PVD制备的薄膜通常存在应力问题,不同材料与衬底间可能存在压应力或张应力,在多层膜结构中可能同时存在多种形式的应力。薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在、薄膜与基底界面间的晶格错配等。PVD镀膜(离子镀膜)技术的主要特点和优势—和真空蒸发镀膜真空溅射镀膜相比较,PVD离子镀膜具有如下优点:膜层与工件表面的结合力强,更加持久和耐磨、离子的绕射性能好,能够镀形状复杂的工件、膜层沉积速率快,生产效率高、可镀膜层种类广、膜层性能稳定、安全性高。
通常在真空镀膜中制备的薄膜与衬底的粘附主要与一下几个因素有关:1.衬底表面的清洁度;2.制备时腔体的本底真空度;3.衬底表面的预处理。衬底的清洁度会严重影响薄膜的粘附力,也可能导致制备的薄膜在脏污处出现应力集中甚至导致开裂;设备的本底真空也是影响粘附力的重要5因素,对于磁控溅射来说,通常要保证设备的本底真空尽量低于5E-6Torr;对于某些衬底表面,通常可以使用等离子体对其进行预处理,也能很大程度增加薄膜的粘附力。真空镀膜能有效提升表面硬度。

真空镀膜的优点:1、镀覆材料广,可作为真空镀蒸发材料有几十种,包括金属、合金和非金属。真空镀膜加工还可以像多层电镀一样,加工出多层结构的复合膜,满足对涂层各种不同性能的需求;2、真空镀膜技术可以实现不能通过电沉积方法形成镀层的涂覆:如铝、钛、锆等镀层,甚至陶瓷和金刚石涂层,这是十分难能可贵的;3、真空镀膜性能优良:真空镀膜厚度远小于电镀层,但涂层的耐摩擦和耐腐蚀性能良好,孔隙率低,而且无氢脆现象,相对电镀加工而言可以节约大量金属材料;4、环境效益优异:真空镀膜加工设备简单、占地面积小、生产环境优雅洁净,无污水排放,不会对环境和操作者造成危害。在注重环境保护和大力推行清洁生产的形势下,真空镀膜技术在许多方面可以取代电镀加工。薄膜中存在的各种缺陷是产生本征应力的主要原因,这些缺陷一般都是非平衡缺陷,但需要外界给予活化能。MEMS真空镀膜加工平台
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介质薄膜是重要的半导体薄膜之一。它可用作电路间的绝缘层,掩蔽半导体主要元件的相互扩散和漏电现象,从而进一步改善半导体操作性能的可靠性;它还可用作保护膜,在半导体制程的环节生成保护膜,保护芯片不受外部冲击;或用作隔离膜,在堆叠一层层元件后进行刻蚀时,防止无需移除的部分被刻蚀。浅槽隔离(STI,ShallowTrenchIsolation)和金属层间电介质层(就是典型的例子。沉积材料主要有二氧化硅(SiO2),碳化硅(SiC)和氮化硅(SiN)等。南京真空镀膜