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薄膜技术

薄膜技术

薄膜技术是一种减法技术，整个基板用几种金属化层淀积，在采用一系列的光刻工艺把不需要的材料刻蚀掉。与厚膜工艺相比，使用光刻工艺形成的图形具有更窄、边缘更清晰的线条。这一特点促进了薄膜技术在高密度和高频率的使用。薄膜技术薄膜的含义不只是指膜的实际厚度更多的是指在基板上淀积膜的方式。薄膜技术溅射蒸发电镀光刻工艺溅射溅射（sputtering）是PVD薄膜制备技术的一种溅射法制备薄膜的物理过程各种各样的溅射技术溅射原理原理：用带电粒子轰击靶材，加速的离子轰击固体表面时，发生表面原子碰撞并发生能量和动量的转移，使靶材原子从表面逸出并淀积在衬底材料上的过程。以荷能粒子(常用气体正离子)轰击某种材料的靶面，而使靶材表面的原子或分子从中逸出的现象，同时由于溅射过程含有动量的转换，所以溅射出的粒子是有方向性的。薄膜溅射沉积装置的示意图

靶材是要溅射的材料，它作为阴极,相对于真空室内其他部分处于负电位。阳极可以是接地的，也可以是浮动的溅射法制备薄膜的物理过程利用带电荷的离子在电场中加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被溅射的物质制成的靶电极（阴极）入射离子在与靶面原子的碰撞过程中将后者溅射出来这些被溅射出来的原子将沿着一定的方向射向衬底，从而实现物质的沉积物质的溅射效应阴极鞘层电位的建立使到达阴极的离子均要经过相应的加速而获得相应的能量，即轰击阴极的离子具有很高的能量，它使阴极物质发生溅射现象溅射仅是离子轰击物体表面时发生的物理过程之一，其相对的重要性取决于入射离子的种类与能量。几十至几十千eV是物质溅射所对应的离子能量区间溅射法的分类直流溅射（即二极溅射）三极、四极溅射磁控溅射射频溅射偏压溅射反应溅射中频孪生靶溅射和脉冲溅射靶材：可以是纯金属、合金以及各种化合物二极溅射法的缺点和三极溅射法二极溅射有两个缺点：不能独立控制各个工艺参量：电压、电流及溅射气压气体压力较高（10Pa左右），溅射速率较低（0.5m/hr），不利于减小杂质污染及提高溅射效率在二极溅射的基础上,增加一个发射电子的热阴极，即构成了三极溅射装置。它有助于克服上述两个问题溅射与蒸镀法的原理及特性比较

溅射法蒸镀法沉积气相的产生过程1.离子轰击和碰撞动量转移机制2.较高的溅射原子能量（2

30eV）3.稍低的沉积速率4.溅射原子的运动具方向性5.可保证合金成分，但有的化合物有分解倾向6.靶材纯度随材料种类而变化1.原子的热蒸发机制2.低的原子动能（温度1200K时约为0.1eV）3.较高的蒸发速率4.蒸发原子的运动具方向性5.蒸发时会发生元素的贫化或富集，部分化合物有分解倾向6.蒸发源纯度可较高小结薄膜材料可使用在一定气氛条件下进行的溅射方法来制备。溅射方法最主要的优点是其可以灵活地被用于制备各种化学成分的薄膜等离子体中的电子具有高能量和高速度，它是等离子体中能量的主要传递者，并会导致形成等离子体鞘层；小结被电压加速的离子对靶物质产生溅射效应物质被溅射的能力被称为溅

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