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3薄膜的制备2蒸镀.ppt

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文档介绍:3薄膜的制备2蒸镀




ii)硅片的清洗
1:10:1 mixture HF, ethanol, distilled water;

1% HF solution diluted with the deionized wa不浸润的情况下,蒸发材料容易从蒸发源上掉下来。
螺线形蒸发源------舟形蒸发源
ii、电子束加热:
原理图:
通过改变电子束功率,和电子束的聚焦,可以控制加热温度。通过改变电场,磁场使电子束扫描薄膜材料。
缺点:会产生较强的X射线,需要设有X射线屏蔽装置;热效率低
优点:由于电子束只加热薄膜材料中很小的局部,薄膜材料的大部分在坩埚中处于低温状态,隔绝了薄膜材料熔融部分与坩埚的接触,避免了坩埚材料的污染;蒸发温度也不受坩埚材料熔点的限制。
4)纯元素蒸发、与蒸镀
以单原子或原子团的形式蒸发进入气相;
蒸发形式:固态----液态----气态(当温度达到
熔点时其平衡气压仍较低)
固态---气态(升华)(在熔点附***
衡气压已经较高)



例:镀银薄膜
银是最容易蒸镀的的物质之一
2、安装衬底;
3、真空室抽气 机械泵----扩散泵 p=10-4Pa
4、移动挡板,使蒸发的银原子不直接到衬底,而直接到达膜厚计;衬底加热;
5、慢慢增大蒸发源电流;(预热)
蒸发源,银处于赤热状态,银熔化形成颗粒。--继续升高温度—银球状颗粒表面浮现“渣斑”,并不停地旋转。
由于附着在蒸发源、银上的气体放出使真空度降低。(除气)为了减小银的损耗,经过适当时间后,减小蒸发源电流,使蒸发量减小到膜厚计测量的灵敏度之下,直到真空度恢复。
6、增大蒸发源的电流,使银的蒸发率达到希望值。打开挡板,使银原子直接到达衬底。读出膜厚计的指示值,当衬底上薄膜蒸镀到预计膜厚时关闭挡板,切断蒸发源电流。
7、使衬底缓慢降温。待到衬底温度降到室温,打开真空室,取出衬底。
步骤:
1、放入蒸发物质---银;
0、清洗衬底
5)合金的蒸发与蒸镀
蒸发
合金中原子间的结合力小于化合物中不同原子间的结合力,因此合金中各元素原子的蒸发过程可以看作各自独立的过程,就像它们在纯元素蒸发时一样。
不同的金属蒸发速度不同,合金成分蒸发时随时间而变化。因此,薄膜的成分亦随时间改变。
闪蒸蒸镀法: 把合金做成粉末,均匀的落入加热器中,使其一个一个在一瞬间完全蒸发从而保证薄膜的组分与原料的组分一致。
双蒸发源蒸镀法:
6)化合物的蒸发、与蒸镀
蒸发:
蒸发时化合物可能分解;
在气相状态下,可能发生化合物各组元间的
化合与分解过程;
沉积后的薄膜成分可能偏离原化合物的化学
组成;



反应蒸镀法:
(主要用于制备高熔点化合物薄膜)
以蒸镀SiO2为例
双蒸发源蒸镀法(三温度法、分子束外延法):
---主要用于制备单晶半导体化合物(III-V族)薄膜
一般合金的两种金属蒸气压差别不大,1000K时Co,Fe,Ni的蒸气压约为10-10Pa;
Cr—10-9Pa;Au,Pd—10-8Pa
III-V族的化合物中V族元素的蒸气压比III族元素大得多。
制备III-V族半导体化合物单晶薄膜时,衬底温度必须保持在几百度。此时V族元素的蒸气压比III族元素高出很多,V族元素不会单独凝结在衬底上。如果存在III族元素,在适当的压力、温度条件下,V族元素的蒸气与III-V族化合物的固体保持平衡共存。因此制备III-V族化合物的单晶薄膜时必须严格控制衬底、和两个蒸发源的温度。
这就是所谓的三温度法,分子束外延法就是在三温度法的基础上发展起来的。

1、生长速率一般为0.1~10单原子层/s。通过控制快门闭启,可以实现喷射束流的快速切换,已达到层厚、组分、掺杂的原子尺度的控制;
2、与常规的外延生长方法相比,MBE生长的衬底温度较低(生长GaAs时,T=550~6500C),可以减少异质结界面的互扩散,实现突变结;
分子束外延技术的特点:
3、分子束外延为台阶流生长或二维生长模式,可以使外延层表面及界面具有原子级平整度;
4、反射式高能电子衍射仪(RHEED)的配置,实现了原位实时监测,可以提供表面形貌、生长速率、合金成分的信息;
分子束外延技术的特点:
5、利用掩模技术,可在衬底上实现选区外延;
6、用其他的外延生长方法无法实现的某些非固溶材料,可以用MBE方法实现;
7、利用微机控

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上传人:我是药仙 8/3/2022 文件大小:8.82 MB

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