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文档简介

物理气相沉积

物理气相沉积(physicalvapordeposition，PVD)是利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程。物理气相沉积法特点(1)需要使用固态的或者熔融态的物质作为沉积过程的源物质；(2)源物质经过物理过程而进入气相；(3)需要相对较低的气体压力环境；(4)在气相中及在衬底表面并不发生化学反应。其他特点

低压环境；

其他气体分子对于气相分子的散射作用较小，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100％。

物理气相沉积

物理气相沉积技术中最为基本的两种方法是蒸发法和溅射法：

蒸发法优点：

较高的沉积速度；

相对较高的真空度；

较高的薄膜纯度等。溅射法特点1.合金薄膜化学成分容易控制；2.沉积层对衬底的附着力较好。3.各种现代技术促进了各种高速溅射方法以及高纯靶材、高纯气体制备技术的发展；这些都使得溅射法制备的薄膜质量得到了很大的改善：新技术不断涌现

蒸发法和溅射法两种物理气相沉积方法已经大量应用于各个技术领域，在此基础上还开发出了许多介于这两种方法之间新的薄膜沉积技术。蒸发法与溅射法

真空蒸发法易于达到较高的真空条件(低于10-6Pa)，和沉积速度(100nm/s)，因而可以制备纯度极高的薄膜材料。与蒸发法相比，溅射法制备的薄膜纯度一般较低。因为在溅射法中，薄膜的沉积速度一般要比蒸发法低一个数量级以上，而真空度往往要相差5个数量级左右。溅射法

带电荷的离子在电场中加速后具有一定动能，将离子引向被溅射的物质做成的靶电极，在离子能量合适的情况下，入射离子在与靶表面原子碰撞，将后者溅射出来。

被溅射出来的原子有一定的动能，并沿着一定的方向射向衬底，从而实现薄膜的沉积。溅射

法

溅射在一定程度的真空系统中进行。

靶材是需要溅射的材料，作为阴极，阳极接地，沉积时，真空室充入适当压力的惰性气体，例如，以Ar作为放电气体时，其压力范围一般为0.1~10Pa。溅射

法

在正负电极间外加电压的作用下，电极间的气体大量电离，使Ar电离为Ar+和独立运动的电子，电子加速飞向阳极，Ar+经电场加速飞向作为阴极的靶材，从靶材表面打出适当能量的靶材原子，使之在衬底上沉积。溅射法的特点

与蒸发法相比，溅射沉积方法的主要特点包括：

(1)沉积原子的能量较高，因此薄膜的组织更致密、附着力也可以得到显著改善。

(2)制各合金薄膜时，其成分的控制性能好。

溅

射

法

的

特

点

(3)溅射法适用于高熔点物质的溅射和薄膜的制备；

(4)可利用反应溅射技术，从金属元素靶材制各

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