第二章薄膜的物理气相沉积-蒸发法

1、第第2章章 薄膜物理气相沉积薄膜物理气相沉积-蒸发法蒸发法2主主 要要 内内 容容 引引 言言2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发 2.2 薄膜沉积的厚度均匀性和纯度薄膜沉积的厚度均匀性和纯度 2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 3 一、定义一、定义 物理气相沉积（物理气相沉积（Physical Vapor Deposition， PVD ） 利用某种物理过程，如利用某种物理过程，如物质的热蒸发物质的热蒸发或受到离子轰击时或受到离子轰击时物质表面原子物质表面原子的溅射现象的溅射现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程。，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程。二、特点二、特点（相对于化学

2、气相沉积而言）：（相对于化学气相沉积而言）：（1 1）需要使用固态的或熔融态物质作为沉积过程的源物质；）需要使用固态的或熔融态物质作为沉积过程的源物质；（2 2）源物质经过物理过程而进入气相；）源物质经过物理过程而进入气相；（3 3）需要相对较低的气体压力环境；）需要相对较低的气体压力环境；（4 4）在气相中及沉底表面并不发生化学反应。）在气相中及沉底表面并不发生化学反应。 上述物理气相沉积方法的几个特点也带来了另外一些特点：上述物理气相沉积方法的几个特点也带来了另外一些特点：在低压环境中，其他气体分子对于气相分子的散射作用较小，气相分子的在低压环境中，其他气体分子对于气相分子的散射作用较小，

3、气相分子的运动路径近似为一条直线；气相分子在衬底上的沉积几率接近运动路径近似为一条直线；气相分子在衬底上的沉积几率接近100100。引引 言言4蒸发法：蒸发法：把装有基片的真空室抽成真空，使气体压强达到把装有基片的真空室抽成真空，使气体压强达到10-2Pa以下，然后加热镀料，使其原子或分子从表面逸出，形成蒸汽流以下，然后加热镀料，使其原子或分子从表面逸出，形成蒸汽流，入射到基片表面，凝结形成固态薄膜。，入射到基片表面，凝结形成固态薄膜。 具有较高的沉积速率、相对较高的真空度，以及由此导致的较具有较高的沉积速率、相对较高的真空度，以及由此导致的较高的薄膜纯度等优点。高的薄膜纯度等优点。溅射法：溅

4、射法：具有自己的特点，具有自己的特点，如在沉积多元合金薄膜时化学成分容如在沉积多元合金薄膜时化学成分容易控制、沉积层对沉底的附着力较好。易控制、沉积层对沉底的附着力较好。引引 言言三、分类三、分类52.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发 利用物质在高温下的蒸发现利用物质在高温下的蒸发现象，可以制备各种薄膜材料。蒸象，可以制备各种薄膜材料。蒸发法具有发法具有较高的背底真空度较高的背底真空度。在。在较高的真空条件下，不仅蒸发出较高的真空条件下，不仅蒸发出来的物质原子或分子具有较长的来的物质原子或分子具有较长的平均自由程，可以直接沉积在沉平均自由程，可以直接沉积在沉底表面上，而且还可以确保所制底表

5、面上，而且还可以确保所制备的薄膜具有较高的纯净程度。备的薄膜具有较高的纯净程度。物理气相沉积过程可概括为三物理气相沉积过程可概括为三个阶段：个阶段： 从源材料中发射出粒子；从源材料中发射出粒子； 粒子运输到基片；粒子运输到基片； 粒子在基片上凝结、成核粒子在基片上凝结、成核、长大、成膜。、长大、成膜。6蒸发成膜过程是由蒸发、蒸发材料粒子的迁移和沉蒸发成膜过程是由蒸发、蒸发材料粒子的迁移和沉积三个过程所组成。积三个过程所组成。真空蒸发镀膜原理及其基本过程真空蒸发镀膜原理及其基本过程被镀材料被镀材料蒸发过程蒸发过程蒸发材料蒸发材料粒子迁移粒子迁移过程过程蒸发材料蒸发材料粒子沉积粒子沉积过程过程蒸发

6、材料蒸发材料粒子 基片(工件)7真空蒸发的原理真空蒸发的原理在真空蒸发技术中，人们只需要产生一个在真空蒸发技术中，人们只需要产生一个真空环境真空环境。在真。在真空环境下，给空环境下，给待蒸发物待蒸发物提供提供足够的热量足够的热量以获得蒸发所必需以获得蒸发所必需的蒸气压。在适当的温度下，的蒸气压。在适当的温度下，蒸发粒子在基片上凝结，蒸发粒子在基片上凝结，这这样即可实现真空蒸发薄膜沉积。样即可实现真空蒸发薄膜沉积。大量材料皆可以在真空中蒸发，最终在基片上凝结以形成大量材料皆可以在真空中蒸发，最终在基片上凝结以形成薄膜。真空蒸发沉积过程由薄膜。真空蒸发沉积过程由三个步骤三个步骤组成：组成：（1）加

7、热蒸发过程加热蒸发过程，包括由凝聚相转变为气相（固相或液相，包括由凝聚相转变为气相（固相或液相气相）气相）的相变过程。每种蒸发物质在不同温度时有不同的饱和蒸气压，蒸的相变过程。每种蒸发物质在不同温度时有不同的饱和蒸气压，蒸发化合物时，其组合之间发生反应，其中有些组成以气态或蒸气进发化合物时，其组合之间发生反应，其中有些组成以气态或蒸气进入蒸发空间。入蒸发空间。（2）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运，即这些粒子在环境）气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运，即这些粒子在环境气氛中的气氛中的飞行过程飞行过程。飞行过程中与真空室内残余气体分子发生碰撞。飞行过程中与真空室内残余气体分子发生碰撞的

8、次数，取决于蒸发原子的平均自由程以及从蒸发源到基片之间的的次数，取决于蒸发原子的平均自由程以及从蒸发源到基片之间的距离，常称距离，常称源源-基距基距。（3）蒸发原子或分子在基片表面上的）蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程淀积过程，即蒸气凝聚、成核、，即蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜核生长、形成连续薄膜8 由于由于基板温度远低于蒸发源温度基板温度远低于蒸发源温度，因此，沉积物分子在基，因此，沉积物分子在基板表面将直接发生从气相到固相的相转变。板表面将直接发生从气相到固相的相转变。 真空蒸发镀膜时保证真空条件的必要性：真空蒸发镀膜时保证真空条件的必要性： 上述过程都必须在空气非常稀薄的真空

9、环境中进行，否则上述过程都必须在空气非常稀薄的真空环境中进行，否则将发生以下情况：将发生以下情况：1.蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层 受到严重污染，甚至形成氧化物；受到严重污染，甚至形成氧化物；2. 蒸发源被加热氧化烧毁；蒸发源被加热氧化烧毁；3.由于空气分子的碰撞阻挡，难以形成均匀连续的薄由于空气分子的碰撞阻挡，难以形成均匀连续的薄 膜。膜。 9 要实现蒸发法镀膜，需要三个最基本条件：要实现蒸发法镀膜，需要三个最基本条件：加热，使镀料加热，使镀料蒸发；处于真空环境，以便于气相镀料向基片运输；采用温蒸发；处于真空环境，以便于气相镀料向基

10、片运输；采用温度较低的基片，以便于气体镀料凝结成膜。度较低的基片，以便于气体镀料凝结成膜。 蒸发材料在真空中被加热时，其原子或分子就会从表面蒸发材料在真空中被加热时，其原子或分子就会从表面逸出，这种现象叫逸出，这种现象叫热蒸发。热蒸发。2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发101.真空蒸发沉积薄膜的真空蒸发沉积薄膜的优点优点：简单便利、操作容易、成膜速简单便利、操作容易、成膜速度快、效率高度快、效率高等，是薄膜制备中最为广泛使用的技术。等，是薄膜制备中最为广泛使用的技术。2.真空蒸发技术的真空蒸发技术的缺点缺点：不容易获得结晶结构的薄膜，形成不容易获得结晶结构的薄膜，形成的薄膜与基片结合较差

11、，工艺重复性不好。的薄膜与基片结合较差，工艺重复性不好。p基片可以选用各种材料，根据所需的薄膜性质基片可基片可以选用各种材料，根据所需的薄膜性质基片可以保持在某一温度下。当蒸发在真空中开始时，蒸发以保持在某一温度下。当蒸发在真空中开始时，蒸发温度会降低很多。温度会降低很多。 真空蒸发的特点真空蒸发的特点11 蒸发过程蒸发过程 镀膜时，加热蒸镀材料，使材料以分子或原子的状镀膜时，加热蒸镀材料，使材料以分子或原子的状态进入气相。态进入气相。 在真空的条件下，金属或非金属材料的蒸发与在大在真空的条件下，金属或非金属材料的蒸发与在大气压条件下相比要容易得多。气压条件下相比要容易得多。 沸腾蒸发温度大幅

12、度下降，熔化蒸发过程大大缩短，沸腾蒸发温度大幅度下降，熔化蒸发过程大大缩短，蒸发效率提高。以金属铝为例，在一个大气压条件下，蒸发效率提高。以金属铝为例，在一个大气压条件下，铝要加热到铝要加热到2400 C才能达到沸腾而大量蒸发，但在才能达到沸腾而大量蒸发，但在1.3mPa压强下，只要加热到压强下，只要加热到847 C就可以大量蒸发。就可以大量蒸发。 一般材料都有这种在真空下易于蒸发的特性。一般材料都有这种在真空下易于蒸发的特性。 真空蒸发镀膜真空蒸发镀膜12饱和蒸气压饱和蒸气压 饱和蒸气压的概念饱和蒸气压的概念 ：某温度下物质汽化（蒸发）和液化某温度下物质汽化（蒸发）和液化达到平衡时气体的压强

13、。达到平衡时气体的压强。饱和蒸汽压越大，表示液体越容易饱和蒸汽压越大，表示液体越容易蒸发。蒸发。蒸发过程中膜材料的蒸发速率及其影响因素与饱和蒸蒸发过程中膜材料的蒸发速率及其影响因素与饱和蒸气压密切相关。气压密切相关。物质的饱和蒸气压随温度的上升而增大，在一定温度下，物质的饱和蒸气压随温度的上升而增大，在一定温度下，各种物质的饱和蒸气压不相同，且具有恒定的数值。即各种物质的饱和蒸气压不相同，且具有恒定的数值。即一定一定的饱和蒸气压必定对应一定的物质的温度。饱和蒸汽压表征的饱和蒸气压必定对应一定的物质的温度。饱和蒸汽压表征了物质的蒸发能力。了物质的蒸发能力。 蒸发温度：蒸发温度：物质在饱和蒸气压为

14、物质在饱和蒸气压为10-2 Torr时的温时的温度，称为该物质的蒸发温度。度，称为该物质的蒸发温度。真空蒸发过程真空蒸发过程132.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发一、元素的蒸发速率一、元素的蒸发速率 - - 蒸发现象：蒸发现象： 蒸发与温度有关，但不完全受熔体表面的受热多少所决定；蒸发与温度有关，但不完全受熔体表面的受热多少所决定； 蒸发速率正比于物质的平衡蒸气压蒸发速率正比于物质的平衡蒸气压( (P Pe e) )与实际蒸气压力与实际蒸气压力( (P Ph h) )之之差；差； - - 蒸发速率（两种表达）：蒸发速率（两种表达）： 元素的净蒸发速率元素的净蒸发速率：在一定的温度下，处于

15、液态或固态的元：在一定的温度下，处于液态或固态的元素都具有一定的平衡蒸汽压。因此，当环境中的分压降低到了素都具有一定的平衡蒸汽压。因此，当环境中的分压降低到了其平衡蒸汽压之下时，就会发生元素的净蒸发。其平衡蒸汽压之下时，就会发生元素的净蒸发。14元素的质量蒸发速率：元素的质量蒸发速率：其中其中蒸发系数蒸发系数(01)，Pe元素的平衡蒸汽压，元素的平衡蒸汽压，Ph元素的元素的实际分压；实际分压； 最大蒸发速率最大蒸发速率(分子分子/cm2s)： 1， Ph= 0由气体分子通量的表达式，单位表面上元素的净蒸发速率等于：由气体分子通量的表达式，单位表面上元素的净蒸发速率等于：2.1 2.1 物质的热

16、蒸发物质的热蒸发()2ehMppRT ()2AehNppMRT为单位表面上元素的质量蒸发速率。为单位表面上元素的质量蒸发速率。sPa)/cm (TMP10 sTorr)/cm (TMP103.512v242v22max个个64. 215影响蒸发速率的因素：影响蒸发速率的因素： 由于元素的平衡蒸汽压随着温度的上升增加很快，因而对由于元素的平衡蒸汽压随着温度的上升增加很快，因而对元素的蒸发速率影响最大的因素是蒸发源所处的温度。元素的蒸发速率影响最大的因素是蒸发源所处的温度。2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发16二、元素的平衡蒸气压二、元素的平衡蒸气压 2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发

17、 克劳修斯克劳修斯-克莱普朗方程指出，物质的平衡蒸气压克莱普朗方程指出，物质的平衡蒸气压Pe随温度随温度T的变化率可以定量地表达为：的变化率可以定量地表达为：H：蒸发过程中单位摩尔物质的热焓变化，：蒸发过程中单位摩尔物质的热焓变化， 随着温度不同随着温度不同而不同。而不同。 V：相应过程中物质体积的变化。：相应过程中物质体积的变化。VTHdTdpe 因为因为 VgVs ，假设低压气体符合理想气体状态方程，假设低压气体符合理想气体状态方程，则有则有2eRTHpdTdp17 作为近似，可以利用物质在某一温度时的气化热作为近似，可以利用物质在某一温度时的气化热He代代替替H，从而得到物质蒸气压的两种

18、近似表达方式：，从而得到物质蒸气压的两种近似表达方式：eeeHRTeeHlnpI(25a)RTpB(25b) 其中，其中，I积分常数，积分常数， B相应的系数。相应的系数。18说明：说明： 由于使用了近似条件由于使用了近似条件He=H ，即热焓变化，即热焓变化=汽化汽化热，故热，故蒸气压表达式只在某一温度区间才严格成立蒸气压表达式只在某一温度区间才严格成立。1. 要准确地描述要准确地描述Pe-T的关系，应该的关系，应该将将H写成写成H（T ）的函数形式）的函数形式。例如例如：液态下的：液态下的Al60.15993ln14.5999lg3.52 1303ePTTT贡献较小贡献较小eeeHRTee

19、HlnpI(25a)RTpB(25b) 192.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发P-T关系关系： 两者之间基本上保持为线性关系两者之间基本上保持为线性关系ln1ePT与与202.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发212.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发 元素的蒸发元素的蒸发根据物质的蒸发特性，物质的蒸发情况可被划分为两种类型：根据物质的蒸发特性，物质的蒸发情况可被划分为两种类型：1. 将物质加热到其熔点以上（固液气）。将物质加热到其熔点以上（固液气）。例如：多数金属例如：多数金属2. 利用由固态物质的升华，实现物质的气相沉积。利用由固态物质的升华，实现物质的气相沉积。例如：例如：Cr

20、、Ti、Mo、Fe、Si等等 石墨石墨C例外，没有熔点，例外，没有熔点，而其升华温度又相当高，因而实践而其升华温度又相当高，因而实践中多是利用石墨电极间的高温放电过程来使碳原子发生升华。中多是利用石墨电极间的高温放电过程来使碳原子发生升华。22 蒸发源的选择：蒸发源的选择： 固体源：熔点以下的饱和蒸气压可以达到固体源：熔点以下的饱和蒸气压可以达到0.1Pa; 液体源：熔点以下的饱和蒸气压难以达到液体源：熔点以下的饱和蒸气压难以达到0.1Pa; 难熔材料：可以采用激光、电弧蒸发；难熔材料：可以采用激光、电弧蒸发；2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发23三、化合物与合金的热蒸发三、化合物与合金

21、的热蒸发 - 多组元材料的蒸发：多组元材料的蒸发： 合金的偏析：蒸气成分一般与原始固体或液体成分不同；合金的偏析：蒸气成分一般与原始固体或液体成分不同； 化合物的解离：蒸气中分子的结合和解离发生频率很高；化合物的解离：蒸气中分子的结合和解离发生频率很高； - 蒸发不发生解离的材料，可以得到成分匹配的薄膜：如蒸发不发生解离的材料，可以得到成分匹配的薄膜：如 AlN, CaF2, MgF2, - 蒸发发生分解的材料，沉积物中富金属，沉积物化学成蒸发发生分解的材料，沉积物中富金属，沉积物化学成分发生偏离，需要分别使用独立的蒸发源；如：分发生偏离，需要分别使用独立的蒸发源；如：Ag2S, Ag2Se,

22、 III-V半导体等；半导体等；2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发24 蒸发发生解离的材料；沉积物中富金属，需要分立的蒸发源；蒸发发生解离的材料；沉积物中富金属，需要分立的蒸发源； 硫族化合物：硫族化合物：CdS, CdSe, CdTe, 氧化物：氧化物：SiO2, GeO2, TiO2, SnO2, 2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发252.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发1、化合物的蒸发、化合物的蒸发化合物蒸发中存在的问题：化合物蒸发中存在的问题：a）蒸发出来的蒸气可能具有完全不同于其固态或液体的成分；）蒸发出来的蒸气可能具有完全不同于其固态或液体的成分；（蒸气组分变化）（

23、蒸气组分变化）b）气态状态下，还可能发生化合物个组员间的化合与分解过程）气态状态下，还可能发生化合物个组员间的化合与分解过程；后果是沉积后得到的薄膜成分可能偏离化合物的正确的化学组；后果是沉积后得到的薄膜成分可能偏离化合物的正确的化学组成。成。化合物蒸发过程中可能发生的各种物理化学反应：化合物蒸发过程中可能发生的各种物理化学反应：无分解反应；固态分解反应；气态分解蒸发无分解反应；固态分解反应；气态分解蒸发262.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发2 2、合金的蒸发、合金的蒸发合金蒸发与化合物蒸发与化合物蒸发的区别与联系合金蒸发与化合物蒸发与化合物蒸发的区别与联系联系：联系：也会发生成分的偏差

24、。也会发生成分的偏差。区别：区别：合金中原子的结合力小于在化合物中不同原子的结合力合金中原子的结合力小于在化合物中不同原子的结合力，因而，合金中元素原子的蒸发过程实际上可以被看成是各自，因而，合金中元素原子的蒸发过程实际上可以被看成是各自相互独立的过程，就像它们在纯元素蒸发时的情况一样。相互独立的过程，就像它们在纯元素蒸发时的情况一样。27合金的蒸发：合金的蒸发： 合金薄膜生长的特点：合金薄膜不同于化合物，其固相成分合金薄膜生长的特点：合金薄膜不同于化合物，其固相成分的范围变化很大，其熔点由热力学定律所决定；的范围变化很大，其熔点由热力学定律所决定； 合金元素的蒸气压：合金元素的蒸气压： 理想

25、合金的蒸气压与合金比例理想合金的蒸气压与合金比例(XB)的关系（拉乌尔定律）：的关系（拉乌尔定律）： PB=XBPB(0) PB(0)为纯元素的蒸气压；为纯元素的蒸气压； 实际合金的蒸气压：实际合金的蒸气压：PB=BXBPB(0) = aBPB(0) 合金组元蒸发速率之比：合金组元蒸发速率之比：2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发28合金薄膜生长的特点：合金薄膜不同于化合物，其固相成分合金薄膜生长的特点：合金薄膜不同于化合物，其固相成分的范围变化很大，其熔点由热力学定律所决定；的范围变化很大，其熔点由热力学定律所决定；n理想合金理想合金AB：A-B间的作用能等于间的作用能等于A-A 或或B

26、-B的作用能的作用能.n拉乌尔定律：平衡蒸汽压正比于纯组元蒸汽压，系数为摩尔分数拉乌尔定律：平衡蒸汽压正比于纯组元蒸汽压，系数为摩尔分数 PA = APA(0) ；PB = BPB(0) ； PA(0) 、PB(0)分别为纯组元分别为纯组元A、B的平衡蒸气压，的平衡蒸气压， A、 B分别为分别为 A、B 组元在合金中的摩尔分数。组元在合金中的摩尔分数。 因此，即使对于理想合金因此，即使对于理想合金A、B两组元的蒸气压之比，或蒸发速度两组元的蒸气压之比，或蒸发速度之比，不等于合金中的元素摩尔分数之比，出现成分分离。之比，不等于合金中的元素摩尔分数之比，出现成分分离。 合金的蒸发：合金的蒸发：2.

27、1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发29n实际合金的蒸气压之比更加偏离合金中的原始组分之比。实际合金的蒸气压之比更加偏离合金中的原始组分之比。 PA = A APA(0) ；PB = B BPB(0) ； A， B 分别为元素分别为元素A、B在合金中的活度系数在合金中的活度系数n合金中合金中A、B组元的蒸发速率之比为组元的蒸发速率之比为 n对于初始成分确定的蒸发源，易于蒸发的组元优先蒸发，造成该对于初始成分确定的蒸发源，易于蒸发的组元优先蒸发，造成该组元的不断贫发，造成该组元的蒸发速率下降。组元的不断贫发，造成该组元的蒸发速率下降。实际采取的措施：实际采取的措施：采用双源或多源，分别加热至不同

28、温度来控制采用双源或多源，分别加热至不同温度来控制每一组元的蒸发速率。每一组元的蒸发速率。ABBBBAAABAMMPxPx)0()0(2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发30蒸发质量定律的应用蒸发质量定律的应用:2.1 2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发例如：例如：已知在已知在1350K的温度下，的温度下，Al的蒸气压高于的蒸气压高于Cu，因而为了获得因而为了获得Al2Cu成分的薄膜，需要使用的蒸发成分的薄膜，需要使用的蒸发源的大致成分应该是源的大致成分应该是Al13.6Cu 。蒸发质量定律的应用蒸发质量定律的应用: 计算只适用于初始的蒸发计算只适用于初始的蒸发，若蒸发持续进行，成分将平衡，

29、若蒸发持续进行，成分将平衡到某一固定的值；到某一固定的值； 蒸气成分的稳定性与蒸发工艺有关蒸气成分的稳定性与蒸发工艺有关；31 蒸气成分稳定性的控制蒸气成分稳定性的控制: 用较多的蒸发物质作为蒸发源；用较多的蒸发物质作为蒸发源； 采用向蒸发容器中每次只加入少量被蒸发物质的方法，使不同采用向蒸发容器中每次只加入少量被蒸发物质的方法，使不同的组元能够实现瞬间的同步蒸发；的组元能够实现瞬间的同步蒸发； 利用加热至不同温度的双源或多源的方法，分别控制和调节每利用加热至不同温度的双源或多源的方法，分别控制和调节每一组元的蒸发速率。一组元的蒸发速率。 蒸发方法的缺点：蒸发方法的缺点： 不适合组元蒸气压差别

30、比较大的合金薄膜；不适合组元蒸气压差别比较大的合金薄膜； 多元合金的成分控制比较困难：多元合金的成分控制比较困难：2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发32多组分薄膜的蒸发方法多组分薄膜的蒸发方法 利用蒸发法制备多组分薄膜的方法主要有三种方法利用蒸发法制备多组分薄膜的方法主要有三种方法（1 1）单源蒸发法：）单源蒸发法：先按薄膜组分比例的要求制成合金靶，然后先按薄膜组分比例的要求制成合金靶，然后 对合金靶进行蒸发、沉积形成固态薄膜。基本要求是合金靶对合金靶进行蒸发、沉积形成固态薄膜。基本要求是合金靶中各组分材料的蒸汽压比较接近。中各组分材料的蒸汽压比较接近。（2 2）多源同时蒸发法：）多源同时蒸发法

31、：利用多个坩埚，在每个坩埚中放入薄膜利用多个坩埚，在每个坩埚中放入薄膜所需的一种材料，在不同温度下同时蒸发。所需的一种材料，在不同温度下同时蒸发。 （3 3）多源顺序蒸发法：）多源顺序蒸发法：把薄膜所需材料放在不同坩埚中，但把薄膜所需材料放在不同坩埚中，但不是同时蒸发，而是按顺序蒸发，并根据薄膜组分控制相应不是同时蒸发，而是按顺序蒸发，并根据薄膜组分控制相应的层厚，然后通过高温退火形成需要的多组分薄膜。的层厚，然后通过高温退火形成需要的多组分薄膜。2.1 物质的热蒸发物质的热蒸发332.1 物质的热蒸发物质的热蒸发342.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 蒸发源几何类型蒸发

32、源几何类型:点源点源：蒸发源的几何尺寸远小于基片的尺寸；：蒸发源的几何尺寸远小于基片的尺寸； 蒸发量蒸发量： 沉积量：沉积量： 基片某点的沉积量与该点和蒸发源连线与基片法向的夹角基片某点的沉积量与该点和蒸发源连线与基片法向的夹角有关；有关；（1）薄膜沉积的方向性和阴影效应）薄膜沉积的方向性和阴影效应 在物质的蒸发过程中，蒸发原子的运动具有明显的方向性。并且，由于被在物质的蒸发过程中，蒸发原子的运动具有明显的方向性。并且，由于被蒸发原子的运动具有方向性，因而沉积薄膜本身的均匀性以及其微观组织蒸发原子的运动具有方向性，因而沉积薄膜本身的均匀性以及其微观组织也将受到影响。也将受到影响。35 面源：面

33、源：蒸发源的几何尺寸与基片的尺寸相当；蒸发源的几何尺寸与基片的尺寸相当； 沉积量：沉积量： 基片某点的沉积量与蒸发源法向方向和基片法向方向夹基片某点的沉积量与蒸发源法向方向和基片法向方向夹角有关；与该点和蒸发源连线与基片法向的夹角有关；角有关；与该点和蒸发源连线与基片法向的夹角有关；2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 362.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 372.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 1 1、在蒸发源内物质的蒸气压近似等于其平衡蒸气压；、在蒸发源内物质的蒸气压近似等于其平衡蒸气压；2 2、蒸发源外仍可保持真空室的高真

34、空度。、蒸发源外仍可保持真空室的高真空度。3 3、具有较小的有效蒸发面积，因此它的蒸发速率较低。、具有较小的有效蒸发面积，因此它的蒸发速率较低。4 4、蒸发束流的方向性较好，温度以及蒸发速率可以被控制的极为准确。、蒸发束流的方向性较好，温度以及蒸发速率可以被控制的极为准确。38面源的高阶效应面源的高阶效应: 实际的面源沉积量与蒸发源法向方向和基片法向方向夹角的实际的面源沉积量与蒸发源法向方向和基片法向方向夹角的余弦函数的高阶幂有关；余弦函数的高阶幂有关； n的大小取决于熔池的面积、深度的大小取决于熔池的面积、深度; 面积小、熔池深将导致面积小、熔池深将导致n的增加；但针对挥发性强的物质的增加；

35、但针对挥发性强的物质，则有利于对真空室壁污染的保护；，则有利于对真空室壁污染的保护；2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 392.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 40薄膜厚度与位置的关系薄膜厚度与位置的关系:单蒸发源情况单蒸发源情况点源：点源：面源：面源：（2）薄膜的均匀性）薄膜的均匀性2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 412.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 42 方法一方法一 ：在同时需要蒸发沉积的样品数较多、而每个样：在同时需要蒸发沉积的样品数较多、而每个样品的尺寸相对较小的时候，经常可以改善实验装置来

36、提品的尺寸相对较小的时候，经常可以改善实验装置来提高样品的均匀性，如转动衬底。高样品的均匀性，如转动衬底。 原理：将面蒸发源和衬底表面放在一个圆周上，有原理：将面蒸发源和衬底表面放在一个圆周上，有coscos =cos=cos =(1/2)r/r=(1/2)r/ro o, ,其中其中r ro o为相应圆周的半径。这时，为相应圆周的半径。这时，衬底上沉积的物质量衬底上沉积的物质量204sesdMMdAr使得薄膜的沉积厚度变得与角度使得薄膜的沉积厚度变得与角度或或无关。无关。改善样品均匀性方法改善样品均匀性方法2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 43方法二方法二 ：加大蒸发源

37、到衬底表面的距离也可加大蒸发源到衬底表面的距离也可以改善薄膜的厚度均匀性。以改善薄膜的厚度均匀性。缺点：缺点：降低薄膜沉积速率，增加被蒸发物质降低薄膜沉积速率，增加被蒸发物质损耗。损耗。44定义：在利用蒸发法沉积薄膜时，其真空度一般较高，这使定义：在利用蒸发法沉积薄膜时，其真空度一般较高，这使得被蒸发物质的原子、分子是处于分子流状态下。得被蒸发物质的原子、分子是处于分子流状态下。当蒸发源当蒸发源与衬底之间存在某种障碍物的时候，物质的沉积将会产生与衬底之间存在某种障碍物的时候，物质的沉积将会产生阴阴影效应影效应，即蒸发出来的物质将被障碍物阻挡而不能沉积在衬即蒸发出来的物质将被障碍物阻挡而不能沉积

38、在衬底上。底上。缺点：缺点：阴影效应可能破坏薄膜沉积的均匀性；阴影效应可能破坏薄膜沉积的均匀性；1.薄膜的沉积将会受到蒸发源方向性的限制，造成薄膜的沉积将会受到蒸发源方向性的限制，造成有些部位没有物质沉积。有些部位没有物质沉积。（2）薄膜的阴影效应）薄膜的阴影效应452.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 优点：优点：可以在蒸发沉积的时候，有目的地使用一些特定形状的掩膜可以在蒸发沉积的时候，有目的地使用一些特定形状的掩膜(Mask)，从而实现薄膜的选择性沉积。，从而实现薄膜的选择性沉积。46 蒸发源纯度的影响：蒸发源纯度的影响： 加热器、坩埚、支撑材料等的污染：加热器、坩埚、

39、支撑材料等的污染： 真空系统中残余气体的影响：真空系统中残余气体的影响： 蒸气物质原子的沉积速率：蒸气物质原子的沉积速率： 薄膜中杂质的浓度：薄膜中杂质的浓度：2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 （3）蒸发沉积薄膜的纯度）蒸发沉积薄膜的纯度：AAN sGM 提高薄膜纯度的方法：提高薄膜纯度的方法： 降低残余气体分压；降低残余气体分压； 提高沉积速率；提高沉积速率；2AgpMcsM RT（使用高纯物质作为蒸发源使用高纯物质作为蒸发源） （改善实验装置改善实验装置）（改善真空条件改善真空条件 ） 其量纲为原子数其量纲为原子数/cm/cm2 2ss。其中其中 为沉积物质的密度，

40、为沉积物质的密度，s s为厚度沉积速度。为厚度沉积速度。47假设运动至衬底处的假设运动至衬底处的O2分子均被沉积在薄膜之中分子均被沉积在薄膜之中2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 例如：例如：在溅射法制备薄膜时，薄膜的沉积速度比蒸发法低在溅射法制备薄膜时，薄膜的沉积速度比蒸发法低一个数量级，而真空度要高一个数量级，而真空度要高5个数量级以上，故溅射法制个数量级以上，故溅射法制备的薄膜纯度较蒸发法制备的纯度要低。备的薄膜纯度较蒸发法制备的纯度要低。48 制备高纯的薄膜材料要求：制备高纯的薄膜材料要求： 1 1）改善沉积的真空条件）改善沉积的真空条件 2 2）提高物质的蒸发以

41、及薄膜的沉积速度）提高物质的蒸发以及薄膜的沉积速度2.2 薄膜沉积厚度均匀性与纯度薄膜沉积厚度均匀性与纯度 49蒸发镀膜过程中，从膜材料表面蒸发的粒子以一定的速度蒸发镀膜过程中，从膜材料表面蒸发的粒子以一定的速度在空间沿直线运动在空间沿直线运动，直到与其他粒子碰撞为止。在真空室，直到与其他粒子碰撞为止。在真空室中，当气相中的粒子浓度和残余气体的压力足够低时，这中，当气相中的粒子浓度和残余气体的压力足够低时，这些粒子从蒸发源到基片之间可以保持直线运动，否则，就些粒子从蒸发源到基片之间可以保持直线运动，否则，就会产生碰撞而改变运动方向。为此，会产生碰撞而改变运动方向。为此，增加残余气体的平均增加残

42、余气体的平均自由程，借以减少其与蒸气分子的碰撞几率，自由程，借以减少其与蒸气分子的碰撞几率，把真空室抽把真空室抽成高真空是必要的。当真空容器内蒸气分子的平均自由程成高真空是必要的。当真空容器内蒸气分子的平均自由程大于蒸发源与基片的距离时，就会获得充分的真空条件。大于蒸发源与基片的距离时，就会获得充分的真空条件。蒸发过程的真空条件蒸发过程的真空条件50蒸发分子的平均自由程与碰撞几率蒸发分子的平均自由程与碰撞几率222021821222.331 10()3.107 10()kTn dPdTPdTPd托帕蒸发分子平均自由程：蒸发分子平均自由程：碰撞几率：碰撞几率：未受到残余气体碰撞的数目：未受到残余

43、气体碰撞的数目：0exp()xxNN受到残余气体碰撞的几率：受到残余气体碰撞的几率：011 exp()xNxfN 当蒸发粒子在蒸发源到基片的输运过程中可能与气体分子发生碰撞当蒸发粒子在蒸发源到基片的输运过程中可能与气体分子发生碰撞，碰撞次数取决于分子的平均自由程，总数为，碰撞次数取决于分子的平均自由程，总数为N0、通过距离、通过距离l。ll51n通常薄膜沉积是在通常薄膜沉积是在10-5Torr或更高的真空下进行，蒸发粒子或更高的真空下进行，蒸发粒子与残余气体分子的碰撞数可以忽略不计，因而蒸气粒子会沿与残余气体分子的碰撞数可以忽略不计，因而蒸气粒子会沿直线行进。直线行进。n平均自由程必须远远大于

44、蒸发源到基片的距离才能避免蒸气平均自由程必须远远大于蒸发源到基片的距离才能避免蒸气分子向基片迁移过程中与残余气体分子发生碰撞，从而有效分子向基片迁移过程中与残余气体分子发生碰撞，从而有效地减少蒸气粒子的散射现象。地减少蒸气粒子的散射现象。52只有当只有当 l 时，即平均自由程较源时，即平均自由程较源-基距大得多的情况下，基距大得多的情况下，才能有效减少蒸发分子在输运过程中的碰撞。才能有效减少蒸发分子在输运过程中的碰撞。?在上述条件下，有在上述条件下，有lf0.667P1.50flP 为保证镀膜质量，在要求为保证镀膜质量，在要求 时，源时，源-基距基距 时，必须时，必须 。0.1f 25lcm3

45、3 10PPa53在真空蒸发过程中，基片不仅受到蒸发粒子轰击，而且也受在真空蒸发过程中，基片不仅受到蒸发粒子轰击，而且也受到真空中残余气体的轰击，残余气体对薄膜生长和薄膜性质到真空中残余气体的轰击，残余气体对薄膜生长和薄膜性质皆有重要影响。薄膜会被真空系统中残余的气体严重污染，皆有重要影响。薄膜会被真空系统中残余的气体严重污染，这一污染起源于沉积过程中残余气体分子对基片表面的撞击这一污染起源于沉积过程中残余气体分子对基片表面的撞击。残余气体分子的撞击率。残余气体分子的撞击率由气体的运动学给出：由气体的运动学给出： 一般薄膜的沉积速率为每秒一个原子层，当残余气体一般薄膜的沉积速率为每秒一个原子层

46、，当残余气体压强为压强为10-5Torr时，气体分子和蒸发物质原子几乎按时，气体分子和蒸发物质原子几乎按1：1的比例到达基板表面。的比例到达基板表面。对基片的碰撞率：对基片的碰撞率：sPa)/cm (TMP10 sTorr)/cm (TMP103.512v242v22max个个64. 254n真空室中残余气体分子的来源主要是真空室中残余气体分子的来源主要是真空镀膜室表面上真空镀膜室表面上的解吸放气、蒸发源释放的气体、抽气系统的返流以及的解吸放气、蒸发源释放的气体、抽气系统的返流以及设备的漏气设备的漏气等。等。n在常用的真空系统中，其内表面所吸附的单层分子数远在常用的真空系统中，其内表面所吸附的

47、单层分子数远远超过气相中的分子数，因此，除了蒸发源在蒸镀过程远超过气相中的分子数，因此，除了蒸发源在蒸镀过程中所释放的气体外，在密封和抽气系统均良好和清洁的中所释放的气体外，在密封和抽气系统均良好和清洁的真空系统中，若气压处于真空系统中，若气压处于10-4Pa时，从时，从真空室壁表面上真空室壁表面上解吸出来的气体分子解吸出来的气体分子就是真空系统内的主要气体来源。就是真空系统内的主要气体来源。n此外，此外， 在在10-4Pa时的真空室内残余气体的主要组分为时的真空室内残余气体的主要组分为水水蒸气蒸气（约（约90%以上），水蒸气与金属膜层或蒸发源均会以上），水蒸气与金属膜层或蒸发源均会发生化学反

48、应，生成氧化物而释放出氢气。因此，为了发生化学反应，生成氧化物而释放出氢气。因此，为了减少残余气体中的水分，可以提高真空室内的温度，使减少残余气体中的水分，可以提高真空室内的温度，使水分解。水分解。55 利用物质在高温下的蒸发现象，可以制备各种薄膜。真空利用物质在高温下的蒸发现象，可以制备各种薄膜。真空蒸发法所采用的设备根据其使用目的，可能有很大差别，从最蒸发法所采用的设备根据其使用目的，可能有很大差别，从最简单的简单的电阻加热蒸镀装置到极为复杂的分子束外延设备电阻加热蒸镀装置到极为复杂的分子束外延设备，都属，都属于真空蒸发沉积装置的范畴。显而易见，在蒸发沉积装置中，于真空蒸发沉积装置的范畴。

49、显而易见，在蒸发沉积装置中，最重要的组成部分就是物质的蒸发源，根据其加热原理，可以最重要的组成部分就是物质的蒸发源，根据其加热原理，可以分为以下几种。分为以下几种。2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 56p在真空中为了蒸发待沉积的材料，需要容器来支撑或盛装在真空中为了蒸发待沉积的材料，需要容器来支撑或盛装蒸发物，同时需要提供蒸发物，同时需要提供蒸发热蒸发热使使蒸发物蒸发物达到足够高的温度达到足够高的温度以产生所需的蒸气压。以产生所需的蒸气压。p为避免污染薄膜材料，蒸发源中所用的为避免污染薄膜材料，蒸发源中所用的支撑材料支撑材料在工作温在工作温度下必须具有可忽略的蒸气压。度下必须具有可忽略的蒸气压

50、。通常所用的支撑材料为难通常所用的支撑材料为难熔金属和氧化物。熔金属和氧化物。当选择某一特殊支撑材料时，一定要考当选择某一特殊支撑材料时，一定要考虑蒸发物和支撑材料之间可能发生的合金化和化学反应等虑蒸发物和支撑材料之间可能发生的合金化和化学反应等问题。支撑材料的形状则主要取决于蒸发物。问题。支撑材料的形状则主要取决于蒸发物。p重要的蒸发方法有重要的蒸发方法有电阻加热蒸发电阻加热蒸发、闪烁蒸发闪烁蒸发、电子束蒸发电子束蒸发、激光熔融蒸发激光熔融蒸发、弧光蒸发弧光蒸发、射频加热蒸发射频加热蒸发等。等。2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 572.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 （1）电阻式蒸发装置）电阻

51、式蒸发装置电阻式蒸发装置电阻式蒸发装置目前使用最广泛的加热装置电阻式加热装置对电阻材料的要求电阻式加热装置对电阻材料的要求能够在高温下使用且在高温下具有较低的蒸气压能够在高温下使用且在高温下具有较低的蒸气压不与被蒸发物质发生化学反应不与被蒸发物质发生化学反应无放气现象和其他污染无放气现象和其他污染具有合适的电阻率具有合适的电阻率58 1 1、将钨丝绕制成各种等直径或不等直径的螺旋状，即可作为加热源。、将钨丝绕制成各种等直径或不等直径的螺旋状，即可作为加热源。 2 2、对于不能用钨丝装置加热的物质，采用难熔金属板制成的舟状加热、对于不能用钨丝装置加热的物质，采用难熔金属板制成的舟状加热装置。装置

52、。 3 3、高熔点氧化物、高温裂解、高熔点氧化物、高温裂解BNBN、石墨、难熔金属等制成的坩埚也可、石墨、难熔金属等制成的坩埚也可以作为蒸发容器。以作为蒸发容器。常用的电阻材料及作用常用的电阻材料及作用 作用：作用：做加热器做加热器或者或者支撑被加热物质支撑被加热物质电阻式加热方式电阻式加热方式2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 避免避免被蒸发物质与加热材料之间发生化学反应的可能性，可以考虑被蒸发物质与加热材料之间发生化学反应的可能性，可以考虑使用表面涂有一层使用表面涂有一层Al2O3的加热体的加热体。另外，还要防止被加热物质的。另外，还要防止被加热物质的放气过程可能引起的物质飞溅。放气过程可能

53、引起的物质飞溅。59 选择蒸发加热材料时，必须考虑蒸镀材料与蒸发源材选择蒸发加热材料时，必须考虑蒸镀材料与蒸发源材料的料的“湿润性湿润性”问题。镀料熔化后，若有沿蒸发源扩展的倾问题。镀料熔化后，若有沿蒸发源扩展的倾向时，两者是浸润的。反之，是不浸润的。浸润时，为面蒸向时，两者是浸润的。反之，是不浸润的。浸润时，为面蒸发源，蒸发状态稳定。不侵润时，为点蒸发源，若用丝式蒸发源，蒸发状态稳定。不侵润时，为点蒸发源，若用丝式蒸发源时镀料易脱落。发源时镀料易脱落。镀料与蒸发源的浸润性镀料与蒸发源的浸润性6061丝状舟状坩埚常用的几种加热器形状 62各各种种形形状状的的电电阻蒸阻蒸发发源源1）丝式）丝式

54、a)、b)要求浸润性，镀料要求浸润性，镀料为丝状。但浸润好意味着为丝状。但浸润好意味着有轻微合金化，只能用有轻微合金化，只能用1次。次。 c)不要求浸润性，镀料可不要求浸润性，镀料可丝状、块状丝状、块状蒸发加热丝的直径：蒸发加热丝的直径：0.5-1mm，特殊特殊1.5mm,多股多股632）蒸）蒸发发舟舟 用金属箔制成，箔厚用金属箔制成，箔厚0.05-0.15mm，可蒸发可蒸发块状、丝状、粉状镀料块状、丝状、粉状镀料注意避免局部过热，注意避免局部过热，发生飞溅发生飞溅643）外）外热热坩坩埚埚65优点优点:1.电阻式蒸镀机设备价格便宜电阻式蒸镀机设备价格便宜,构造简单容易维护。构造简单容易维护。

55、2.靶材可以依需要靶材可以依需要,做成各种的形状。做成各种的形状。缺点缺点:1. 因为热量及温度是由电阻器产生因为热量及温度是由电阻器产生,并传导至靶材并传导至靶材,电阻器本身的材料难免会在电阻器本身的材料难免会在过程中参加反应过程中参加反应,因此会有些微的污染因此会有些微的污染,造成蒸发膜层纯度稍差造成蒸发膜层纯度稍差,伤害膜层的质伤害膜层的质量。量。 2. 热阻式蒸镀热阻式蒸镀比较适合金属材料比较适合金属材料的靶材的靶材,光学镀膜常用的介电质光学镀膜常用的介电质(dielectric)材材料料,因为因为氧化物所需熔点温度更高氧化物所需熔点温度更高,大部分都无法使用电阻式加温大部分都无法使用

56、电阻式加温来蒸发。来蒸发。3. 蒸镀的速率比较慢蒸镀的速率比较慢,且不易控制。且不易控制。4. 化合物的靶材化合物的靶材,可能会因为高温而被分解可能会因为高温而被分解,只有小部分化合物靶材可以被只有小部分化合物靶材可以被闪燃闪燃式蒸镀式蒸镀使用。使用。5. 电阻式蒸镀的膜层硬度比较差电阻式蒸镀的膜层硬度比较差,密度比较低。密度比较低。2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 662.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 电阻加热装置的缺点之一是来自坩埚、加热元件以及各种电阻加热装置的缺点之一是来自坩埚、加热元件以及各种支撑部件的可能的污染。另外，电阻加热法的加热功率或加热支撑部件的可能的污染。另外，电阻加热法

57、的加热功率或加热温度也有一定的限制。温度也有一定的限制。因此其不适用于高纯或难熔物质的蒸发因此其不适用于高纯或难熔物质的蒸发。 电子束蒸发装置电子束蒸发装置正好克服了电阻加热法的上述两个不足。在电正好克服了电阻加热法的上述两个不足。在电子束加热装置中，被加热的物质被放置于水冷的坩埚中，电子子束加热装置中，被加热的物质被放置于水冷的坩埚中，电子束只轰击到其中很少的一部分物质，而其余的大部分物质在坩束只轰击到其中很少的一部分物质，而其余的大部分物质在坩埚的冷却作用下一直处于很低的温度，即后者实际上变成了被埚的冷却作用下一直处于很低的温度，即后者实际上变成了被蒸发物质的坩埚。因此，电子束蒸发沉积装置

58、中可以安置多个蒸发物质的坩埚。因此，电子束蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚，这使得人们可以同时分别蒸发和沉积多种不同的物质。坩埚，这使得人们可以同时分别蒸发和沉积多种不同的物质。 （2 2）电子束蒸发装置）电子束蒸发装置67 电子束加热枪：灯丝电子束加热枪：灯丝+加速电极加速电极+偏转偏转磁场组成磁场组成 蒸发坩埚：陶瓷坩埚或水冷铜坩埚；蒸发坩埚：陶瓷坩埚或水冷铜坩埚； 电子束蒸发的特点：电子束蒸发的特点： 工作真空度比较高，可与离子源联合工作真空度比较高，可与离子源联合使用；使用； 可用于粉末、块状材料的蒸发；可用于粉末、块状材料的蒸发； 可以蒸发金属和化合物；可以蒸发金属和化合物； 可以比较

59、精确地控制蒸发速率；可以比较精确地控制蒸发速率； 电离率比较低。电离率比较低。2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 68发射电子束发射电子束加速（数千伏）加速（数千伏）偏转（横向磁场）偏转（横向磁场）轰击坩埚轰击坩埚薄膜沉积薄膜沉积?69 电子束蒸发设备的核心是电子束蒸发设备的核心是偏转电子枪，偏转电子枪是偏转电子枪，偏转电子枪是利用具有一定速度的带电粒利用具有一定速度的带电粒子在均匀磁场中受力做圆周子在均匀磁场中受力做圆周运动这一原理设计而成的。运动这一原理设计而成的。其结构由两部分组成：一是其结构由两部分组成：一是电子枪用来射高速运动的电电子枪用来射高速运动的电子；二是使电子做圆周运动子；二是

60、使电子做圆周运动的均匀磁场。的均匀磁场。 70 磁场偏转法的使用可以避免灯丝材料的磁场偏转法的使用可以避免灯丝材料的蒸发对于沉积过程可能造成的污染。蒸发对于沉积过程可能造成的污染。71 电子束蒸发法的缺点是，电子束蒸发法的缺点是，电子束的绝大部分能量要被坩埚电子束的绝大部分能量要被坩埚的水冷系统带走，因而其热效率较低。另外，过高的加热功率的水冷系统带走，因而其热效率较低。另外，过高的加热功率也会对整个薄膜沉积系统形成较强的热辐射。也会对整个薄膜沉积系统形成较强的热辐射。2.3 真空蒸发装置真空蒸发装置 电子束蒸发源的优点：电子束蒸发源的优点：(1)电子束轰击热源的束流密度高，能获得远比电阻加热