今日镀膜是什么样子的（镀膜是什么）

大家好，小良来为大家解答以上问题。镀膜是什么样子的，镀膜是什么很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

所谓真空镀膜，就是将待镀材料和待镀基底置于真空室中，通过一定的方法加热待镀材料，使其蒸发或升华，飞溅射到基底表面形成薄膜的过程。

一、涂装方法及分类

在真空中成膜有很多优点：可以减少蒸发材料的原子和分子在飞向衬底的过程中的碰撞，减少气体中的活性分子与蒸发源材料的化学反应(如氧化)，减少成膜时进入薄膜成为杂质的气体分子的数量，从而提供薄膜的密度、纯度、沉积速率和对衬底的附着力。通常，真空蒸发要求成膜室内的压力等于或低于10-2Pa，当蒸发源远离基片，薄膜质量较高时，压力较低。

主要分为以下几类：

蒸发涂布、溅射涂布和离子镀。

蒸发镀膜：通过加热使一种物质在固体表面蒸发，称为蒸发镀膜。该方法由M. Faraday于1857年首次提出，现已成为现代常用的镀膜技术之一。

将蒸发物质如金属和化合物置于坩埚中或挂在热丝上作为蒸发源，将待镀工件如金属、陶瓷和塑料置于坩埚前。将系统抽至高真空后，加热坩埚以蒸发其中的物质。蒸发物质的原子或分子通过冷凝沉积在基底表面。薄膜厚度可以从几百埃到几微米。薄膜厚度取决于蒸发源的蒸发速率和时间(或取决于装载量)，并与源和基底之间的距离有关。对于大面积镀膜，通常采用旋转基底或多个蒸发源来保证膜厚的均匀性。蒸发源到衬底的距离应小于残留气体中蒸汽分子的平均自由程，以避免蒸汽分子与残留气体分子碰撞而发生化学反应。蒸汽的平均动能约为0.1 ~ 0.2电子伏。

有三种类型的蒸发源。电阻加热源：用钨、钽等难熔金属制成舟箔或灯丝，通上电流加热其上方或置于坩埚中的蒸发材料(图1【蒸发镀膜设备示意图】)。电阻加热源主要用于蒸发镉、铅、银、铝、铜、铬、金、镍等材料。高频感应加热源：利用高频感应电流加热坩埚和被蒸发物质。电子束加热源：适用于蒸发温度高(不低于2000[618-1])的材料，即材料被电子束轰击蒸发。

与其他真空镀膜方法相比，蒸发镀膜具有更高的沉积速率，可用于镀制不易受热分解的单质和复合膜。

为了沉积高纯度单晶膜，可以使用分子束外延。掺杂GaAlAs单晶层的分子束外延装置如图2[分子束外延装置示意图]所示。喷涂炉配有分子束源，在超高真空下加热到一定温度时，炉内元素以束状分子流注入衬底。当衬底被加热到一定温度时，沉积在衬底上的分子可以按照衬底的晶格顺序迁移生长结晶。通过分子束外延可以获得所需化学计量比的高纯度化合物单晶薄膜，薄膜的最慢生长速率可以控制在1单层/秒。通过控制挡板，可以精确地制备具有所需成分和结构的单晶薄膜。分子束外延广泛用于制造各种光学集成器件和超晶格薄膜。

溅射镀膜：当高能粒子轰击固体表面时，固体表面的粒子可以获得能量，从表面逸出，沉积在基底上。1870年溅射开始用于镀膜技术，1930年后因为提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。常用的双极溅射设备如图3【双极溅射示意图】。通常，将待沉积的材料制成板状——靶，并固定在阴极上。将基材放置在阳极上，面向靶表面，距离靶几厘米。将系统抽成高真空后，充入10-1 Pa的气体(通常是氩气)，在阴极和阳极之间施加几千伏的电压，在两个电极之间产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞。碰撞后从靶面逃逸的靶原子称为溅射原子，其能量从1到几十电子伏不等。溅射原子沉积在衬底表面上形成薄膜。与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材料熔点的限制，可以溅射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等难熔材料。溅射化合物膜可以通过反应溅射来制备，即反应气体(O、N、HS、CH等。)加入Ar气中，反应气体及其离子与靶原子或溅射原子反应生成化合物(如氧化物、氮化物等。)并沉积在衬底上。绝缘膜可以通过高频溅射来沉积。基板安装在接地电极上，绝缘靶安装在相对电极上。高频电源的一端接地，另一端通过匹配网络和DC隔直电容与带有绝缘靶的电极相连。高频电源接通后，高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子分别在电压的正半周和负半周撞击绝缘靶。由于电子迁移率高于正离子，绝缘靶表面带负电，达到动态平衡时，靶处于负偏置电位，使得正离子在靶上的溅射继续进行。与非磁控溅射相比，磁控溅射可以将沉积速率提高一个数量级。

离子镀：蒸发物质的分子通过电子碰撞电离，然后以离子的形式沉积在固体表面，称为离子镀。这项技术是由d .马托克斯在1963年提出的。离子镀是真空蒸发和阴极溅射技术的结合。离子镀系统如图4【离子镀系统示意图】所示。衬底台作为阴极，外壳作为阳极，充入惰性气体(如氩气)产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子在通过等离子体区时被电离。正离子被基底台的负电压加速并撞击基底表面。电离的中性原子(约95%的蒸发材料)也沉积在衬底或真空室的壁表面上。电场(离子能量几百到几千电子伏)对电离蒸气分子的加速作用和氩离子对基片的溅射清洗作用，大大提高了薄膜的附着强度。离子镀技术结合了蒸发(沉积速率高)和溅射(薄膜附着力好)的特点，衍射性好，所以可以用来镀制形状复杂的工件。

二、薄膜厚度测量

随着科学技术的进步和精密仪器的应用，测量薄膜厚度的方法有很多种，按测量方法可分为直接测量和间接测量两大类。直接测量是指应用测量仪器，通过接触(或光学接触)来直接感知薄膜的厚度。

常见的直接法有：螺旋测微仪、精密轮廓扫描(台阶法)、扫描电镜(SEM)；

间接测量是指根据一定的对应物理关系，通过计算将相关物理量转换成薄膜的厚度，从而达到测量薄膜厚度的目的。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

标签：

版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！