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这些技术包括:
以蒸发沉积为基础发展了电子束蒸发沉积、分子束外延薄膜生长(MBE)、加速分子束外延生长;
以载能束与固体相互作用为基础,先后出现了离子束溅射沉积、脉冲激光溅射沉积(PLD)、强流离子束蒸发沉积、离子束辅助沉积(IBAD)、低能离子束沉积;
以等离子体技术为基础发展了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、磁控溅射沉积等。
薄膜得制备方法很多,主要有:
物理方法:
真空蒸发沉积
磁控溅射法
离子束溅射沉积
脉冲激光沉积(PLD)
分子束外延(MBE)
直流磁控溅射
射频磁控溅射
带能束流辅助原位检测分析
化学方法:
化学气相沉积(CVD)
溶胶-凝胶法(Sol-Gel法)
电沉积
液相外延(LPE)
化学束外延
金属有机物化学气相沉积(MOCVD)
热解化学气相沉积
激光诱导化学气相沉积(LCVD)
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)
微电子回旋共振化学气相沉积(MW-ECR-CVD)
直流电弧等离子体喷射化学气相沉积
触媒化学气相沉积(Cat-CVD)
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一、真空蒸发沉积
真空蒸发沉积设备主要组成:
(1)真空镀膜室
(2)真空抽气系统
(3)真空测量系统
原理:
真空条件下蒸发源材料加热脱离材料表面束缚原子分子作直线运动遇到待沉积基片沉积成膜。
蒸发镀膜设备
真空蒸发镀膜工艺实例
-Al膜制备:
(1)悬挂铝丝;
(2)基片清洗及放置;
(3)系统抽真空;
(4)衬底预热;
(5)预蒸;
(6)蒸发;
(7)停机。
二、磁控溅射沉积
所谓“溅射”就就是荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子(或分子)从表面射出得现象。应用这一现象将溅射出来得物质沉积到基片或工作表面形成薄膜得方法称为溅射(镀膜)法。
溅射法被广泛地应用于制备金属、合金、半导体、氧化物、碳化物、氮化物等。
溅射过程就是建立在辉光放电得基础上,即溅射离子都来源于气体得放电。辉光放电产生于真空度为10~1Pa得稀薄气体中得外加电压得两电极间。
溅射原理
向高真空系统内加入少量所需气体(如氩、氧、氮等),气体分子在强电场得作用下电离而产生辉光放电。
气体电离后产生得带正电荷得离子受电场加速而形成等离子流,它们撞击到设置在阴极得靶材表面上,使靶表面得原子飞溅出来,以自由原子得形式,或与反应气体分子形成化合物得形式,沉积到衬底表面形成薄膜层。(也称阴极溅射法)
射频磁控溅射系统基本结构