《工程材料基础_》第二章 第二节 气相沉积

二.气相沉积

二.气相沉积

2.1物理气相沉积(PVD) 2.1.1物理气相沉积原理 在沉积环境中,以各种物理 方法产生的原子或分子沉积在基 体上,形成薄膜或涂层的过程称 为物理气相沉积

2.1物理气相沉积(PVD) 2.1.1 物理气相沉积原理 在沉积环境中,以各种物理 方法产生的原子或分子沉积在基 体上,形成薄膜或涂层的过程称 为物理气相沉积

2.1.2物理气相沉积主要方法 ●真空茶镀 阴极溅射 ●离子镀

2.1.2 物理气相沉积主要方法 真空蒸镀 阴极溅射 离子镀

加热器 基板 膜面、 111 蒸发源 真空蒸镀原理图

真空蒸镀原理图 加热器 基板 蒸发源 膜面

阴极(靶材) 高压电源DC 阳极(基板) 真空泵 阴极溅射原理图

阴极溅射原理图 阴极(靶材) 阳极(基板) 高压电源DC 真空泵 氩 气

高压引线 阴极暗区 和屏 基片架 ,t:, 真空室 (阴极) 辉光放电区 蒸发灯丝 绝缘引线士 底座 蒸发电源 浮动输出 离子镀原理图

离子镀原理图

三种PVD方法对比 项目 真空蒸镀阴极溅射、离子镀 粒子能量 0.1-1ev|1-10ev 数百一数千ev 沉积速度 0.1-75 0.01-0.50.1-50 u m/mim 附着性 般 相当好非常好 绕射性 不好 好 好

三种PVD方法对比 项目 真空蒸镀 阴极溅射 离子镀 粒子能量 0.1-1ev 1-10ev 数百-数千ev 沉积速度 μm/mim 0.1-75 0.01-0.5 0.1-50 附着性 一般 相当好 非常好 绕射性 不好 好 好

2.2真空蒸镀 2.2.1金属蒸发热力学 压 临界点 力 MP 固相区 液相区 相点 latm 气相区 温度K

2.2真空蒸镀 2.2.1金属蒸发热力学 固相区 液相区 气相区 临界点 三相点 温度K 压 力 1atm MPa

2.2.2金属蒸发动力学 R mR M 2xT=力 2πRT ≈4,37×104 M 九(Pa)g/(cm ≈5,83×10-2/M T,(Tor)g/(cm2·s) R质量蒸发速度M气体摩尔质量 T蒸发温度 P√平衡蒸气压

2.2.2金属蒸发动力学 Rm 质量蒸发速度 M 气体摩尔质量 T 蒸发温度 PV 平衡蒸气压

了.℃ 200 04005006007008001000 1500 2000 TTTT TTTTTTTTTTTTTT 103 102 102 10 10 10 10 10 0 10 10- 10 10 10 108 40 1000 500n2012500100011,K 若干元素400-4000k蒸发速度

Cd Zn Bi Ag W 若干元素400---4000k蒸发速度 T,K