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真空蒸发镀膜技术

真空蒸发(Vacuum Evaporation) 镀膜是在真空条件下，用蒸发器加热蒸发物质，使之升华，蒸发粒子流直接射向基片，并在基片上沉积形成固态薄膜，或加热蒸发镀膜材料的真空镀膜方法。物理过程由物料蒸发输运到基片沉积成膜，其物理过程为： 采用几种能源方式转换成热能，加热镀料使之蒸发或升华，成为具有一定能量(0.1~0.3eV) 的气态粒子(原子、分子或原子团)； 离开镀料表面，具有相当运动速度的气态粒子以基本上无碰撞的直线飞行输运到基体表面； 到达基体表面的气态粒子凝聚形核生长成固相薄膜；组成薄膜的原子重组排列或产生化学键合。

蒸发热力学液相或固相的镀料原子或分子要从其表面逃逸出来，必须获得足够的热能，有足够大的热运动。当其垂直表面的速度分量的动能足以克服原子或分子间相互吸引的能量时，才可能逸出表面，完成蒸发或升华。加热温度越高，分子动能越大，蒸发或升华的粒子量就越多。蒸发过程不断地消耗镀料的内能，要维持蒸发，就要不断地补给镀料热能。显然，蒸发过程中，镀料汽化的量(表现为镀料上方的蒸气压) 与镀料受热(温升) 有密切关系。因此，镀层生长速度与镀料蒸发速度密切相关。

真空镀膜

主要利用辉光放电(glow     discharge)将气(Ar)离子撞击靶材(target)表面,

靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的气离子化,

造成靶与气离子间的撞击机率增加,

提高溅镀速率。一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glow

discharge)将气(Ar)离子撞击靶材(target)表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。一般来说，利用溅镀制程进行薄膜披覆有几项特点：(1)金属、合金或绝缘物均可做成薄膜材料。(2)再适当的设定条件下可将多元复杂的靶材制作出同一组成的薄膜。(3)利用放电气氛中加入氧或其它的活性气体，可以制作靶材物质与气体分子的混合物或化合物。(4)靶材输入电流及溅射时间可以控制，容易得到高精度的膜厚。(5)较其它制程利于生产大面积的均一薄膜。(6)溅射粒子几不受重力影响，靶材与基板位置可自由安排。(7)基板与膜的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上，且由于溅射粒子带有高能量，在成膜面会继续表面扩散而得到硬且致密的薄膜，同时此高能量使基板只要较低的温度即可得到结晶膜。(8)薄膜形成初期成核密度高，可生产10nm以下的极薄连续膜。(9)靶材的寿命长，可长时间自动化连续生产。(10)靶材可制作成各种形状，配合机台的特殊设计做更好的控制及效率的生产。