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1、薄膜物理氣相沉積電加熱方法:?鎢絲熱源：–主要用于塊狀材料的蒸發(fā)、可以在2200K下工作；–有污染、簡單經(jīng)濟；?難熔金屬蒸發(fā)舟：W,Ta,Mo等材料制作；–可用于粉末、塊狀材料的蒸發(fā)；–有污染、簡單經(jīng)濟；（1）電阻式蒸發(fā)裝置2利用大電流通過一個連接著靶材材料的電阻器,將產生非常高的溫度,利用這個高溫來升華靶材材料。通常使用鎢(Tm=3380℃),鉭Ta(Tm=2980℃),鉬Mo(Tm=2630℃),高熔點又能產生高熱的金屬,做成電阻器。3電阻器可以依被鍍物工件形狀,擺放方式,位置,腔體大小,旋轉方式,而
2、作成不同的形狀。41.避免被蒸發(fā)物質與加熱材料之間發(fā)生化學反應的可能性，可以考慮使用表面涂有一層Al2O3的加熱體；2.防止被加熱物質的放氣過程可能引起的物質飛濺。對被蒸發(fā)的物質可以采取兩種方法，即普通的電阻加熱法和高頻感應法。前者依靠纏于坩鍋外的電阻絲實現(xiàn)加熱，而后者依靠感應線圈在被加熱的物質中或在坩鍋中產生出感應電流來實現(xiàn)對蒸發(fā)物質的加熱。在后者情況下，需要被加熱的物質或坩鍋本身具有一定的導電性。加熱方式：注意：51.電阻式蒸鍍機設備價格便宜,構造簡單容易維護。2.靶材可以依需要,做成各種的形狀。優(yōu)點
3、:缺點:1.因為熱量及溫度是由電阻器產生,并傳導至靶材,電阻器本身的材料難免會在過程中參加反應,因此會有些微的污染,造成蒸發(fā)膜層純度稍差,傷害膜層的質量。2.熱阻式蒸鍍比較適合金屬材料的靶材,光學鍍膜常用的介電質材料,因為氧化物所需熔點溫度更高,大部分都無法使用電阻式加溫來蒸發(fā)。3.蒸鍍的速率比較慢,且不易控制。4.化合物的靶材,可能會因為高溫而被分解,只有小部分化合物靶材可以被閃燃蒸鍍使用。5.電阻式蒸鍍的膜層硬度比較差,密度比較低。6?電子束加熱槍：燈絲+加速電極+偏轉磁場組成?蒸發(fā)坩堝：陶瓷坩堝或水
4、冷銅坩堝；?電子束蒸發(fā)的特點：–工作真空度比較高，可與離子源聯(lián)合使用；–可用于粉末、塊狀材料的蒸發(fā)；–可以蒸發(fā)金屬和化合物；–可以比較精確地控制蒸發(fā)速率；–電離率比較低。（2）電子束蒸發(fā)裝置7電子束蒸發(fā)設備的核心是偏轉電子槍，偏轉電子槍是利用具有一定速度的帶點粒子在均勻磁場中受力做圓周運動這一原理設計而成的。其結構由兩部分組成：一是電子槍用來射高速運動的電子；二是使電子做圓周運動的均勻磁場。電子束蒸發(fā)裝置示意圖8電子束的絕大部分能量要被坩堝的水冷系統(tǒng)帶走，因而其熱效率較低。另外，過高的加熱功率也會對整個薄
5、膜沉積系統(tǒng)形成較強的熱輻射。１．熔點要高。２．飽和蒸汽壓要低。３．化學性能要穩(wěn)定。缺點：電子束蒸發(fā)對源材料的要求：9電弧蒸發(fā)裝置也具有能夠避免電阻加熱材料或坩堝材料的污染，加熱溫度較高的特點，特別適用于熔點高，同時具有一定導電性的難熔金屬、石墨等的蒸發(fā)。同時，這一方法所用的設備比電子束加熱裝置簡單，因此是一種較為廉價的蒸發(fā)裝置，現(xiàn)今很多蒸發(fā)鍍膜法均采用電弧蒸發(fā)裝置。（3）電弧蒸發(fā)裝置10電弧離子鍍設備:?電弧離子鍍膜技術是以金屬等離子體弧光放電為基礎的一種高效鍍膜技術；?電弧源：靶(導電材料)+約束磁場+
6、弧電極+觸發(fā)電極–等離子體的電離率高達70%；–可蒸發(fā)高熔點導電材料，如C、Ta等；–有部分金屬液滴；–可在活性氣氛下工作；電弧蒸發(fā)裝置示意圖11?沉積速率高,高達0.1μm/min；?沉積能量可控、具有自清洗功能；?有大顆粒、粗糙度大；?在放電過程中容易產生微米量級大小的電極顆粒的飛濺，從而影響被沉積薄膜的均勻性。優(yōu)點：缺點：12電弧蒸發(fā)法的改進——電弧過濾技術:?磁鏡過濾方法：–通過磁場對電子運動的控制實現(xiàn)對等離子體的控制；–可以顯著降低薄膜中的大顆粒；–沉積效率降低明顯、束徑受磁鏡限制；?磁場約束遮
7、擋過濾：–等離子體發(fā)射方向與鍍膜方向垂直–束徑不受限制，但沉積率比較低；13通過對基片施加脈沖偏壓減少等離子體中的顆粒沉積；脈沖偏壓過濾原理：利用等離子體塵埃帶負電的特點，通過脈沖偏壓的動態(tài)等離子體殼層控制塵埃顆粒沉積；脈沖偏壓過濾特點：–沉積效率降低比較??；–可以實現(xiàn)化合物的低溫沉積(TiN，低于200oC)；–可以改善薄膜的力學性能；–特別大的顆粒過濾效果不理想；電弧蒸發(fā)法的改進——脈沖偏壓技術:14（4）激光蒸發(fā)裝置使用高功率的激光束作為能源進行薄膜的蒸發(fā)沉積的方法就被稱為激光蒸發(fā)沉積法。實際應用中
8、，多使用位于紫外波段的脈沖激光器作為蒸發(fā)的光源，如波長為248nm、脈沖寬度為20ns的KrF（氟化氪）準分子激光等。由于在蒸發(fā)過程中，高能激光光子可在瞬間將能量直接傳遞給被蒸發(fā)物質的原子，因而激光蒸發(fā)法產生的粒子能量一般顯著高于普通的蒸發(fā)方法。15脈沖激光沉積(PLD)方法:?加熱源：脈沖激光(準分子激光器)–波長越短，光子能量越大，效率越高；–不要求高真空，但激光器價格昂貴?PLD的特點：–蒸氣的成分與靶材料基本相同，沒有
