电子束蒸发是目前真空镀膜技术中一种成熟且主要的镀膜方法,它解决了电阻加热方式中钨舟材料与蒸镀源材料直接接触容易互混的问题。同时在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚,实现同时或分别蒸发,沉积多种不同的物质。通过电子束蒸发,任何材料都可以被蒸发,不同材料需要采用不同类型的坩埚以获得所要达到的蒸发速率。电子束蒸发可以蒸发高熔点材料,比一般电阻加热蒸发热效率高、束流密度大、蒸发速度快,制成的薄膜纯度高、质量好,通过晶振控制,厚度可以较准确地控制,可以广泛应用于制备高纯薄膜和各种光学材料薄膜。电子束蒸发的金属粒子只能考自身能量附着在衬底表面,台阶覆盖性比较差,如果需要追求台阶覆盖性和薄膜粘附力,建议使用磁控溅射。降低PVD制备薄膜的应力,可以提高衬底温度,有利于薄膜和衬底间原子扩散,并加速反应过程。马鞍山真空镀膜工艺流程

电子束真空镀膜的物理过程:物理的气相沉积技术的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)电子束激发镀膜材料金属颗粒的气化:即镀膜材料的蒸发、升华从而形成气化源,(2)镀膜材料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子(原子团、分子团或离子团)经过碰撞,产生多种反应。(3)镀膜材料粒子在基片表面的沉积。LPCVD反应的能量源是热能,通常其温度在500℃-1000℃之间,压力在0.1Torr-2Torr以内,影响其沉积反应的主要参数是温度、压力和气体流量,它的主要特征是因为在低压环境下,反应气体的平均自由程及扩散系数变大,膜厚均匀性好、台阶覆盖性好。目前采用LPCVD工艺制作的主要材料有:多晶硅、单晶硅、非晶硅、氮化硅等。镇江真空镀膜工艺真空镀膜在太阳能领域有普遍应用。

目前认为溅射现象是弹性碰撞的直接结果,溅射完全是动能的交换过程。当正离子轰击阴极靶,入射离子撞击靶表面上的原子时,产生弹性碰撞,它直接将其动能传递给靶表面上的某个原子或分子,该表面原子获得动能再向靶内部原子传递,经过一系列的级联碰撞过程,当其中某一个原子或分子获得指向靶表面外的动量,并且具有了克服表面势垒(结合能)的能量,它就可以脱离附近其它原子或分子的束缚,逸出靶面而成为溅射原子。ITO薄膜的磁控溅射靶主要分为InSn合金靶、In2O3-SnO2陶瓷靶两类。在用合金靶制备ITO薄膜时,由于溅射过程中作为反应气体的氧会和靶发生很强的电化学反应,靶面覆盖一层化合物,使溅射蚀损区域缩得很小(俗称“靶中毒”),以至很难用直流溅射的方法稳定地制备出高质的ITO膜。陶瓷靶因能抑制溅射过程中氧的选择性溅射,能稳定地将金属铟和锡与氧的反应物按所需的化学配比稳定地成膜,故无中毒现象,工艺窗口宽,稳定性好。
LPCVD设备的工艺参数还需要考虑以下几个方面的因素:(1)气体前驱体的纯度和稳定性,影响了薄膜的杂质含量和沉积速率;(2)气体前驱体的分解和聚合特性,影响了薄膜的化学成分和结构形貌;(3)反应了室内的气体流动和分布特性,影响了薄膜的厚度均匀性和颗粒污染;(4)衬底材料的热膨胀和热应力特性,影响了衬底材料的形变和开裂;(5)衬底材料和气体前驱体之间的相容性和反应性,影响了衬底材料和薄膜之间的界面反应和相变。真空镀膜技术一般分为两大类,即物理的气相沉积技术和化学气相沉积技术。

镀膜技术工艺包括光刻、真空磁控溅射、电子束蒸镀、ITO镀膜、反应溅射,在微纳加工过程中,薄膜的形成方法主要为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积(热蒸发、电子束蒸发)和溅射沉积是典型的物理方法,主要用于沉积金属单质薄膜、合金薄膜、化合物等。热蒸发是在高真空下,利用电阻加热至材料的熔化温度,使其蒸发至基底表面形成薄膜,而电子束蒸发为使用电子束加热。磁控溅射在高真空,在电场的作用下,Ar气被电离为Ar离子高能量轰击靶材,使靶材发生溅射并沉积于基底;磁控溅射方法沉积的薄膜纯度高、致密性好,热蒸发主要用于沉积低熔点金属薄膜或者厚膜;化学气相沉积(CVD)是典型的化学方法而等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是物理与化学相结合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生长氮化硅、氧化硅等介质膜。真空镀膜过程中需避免镀膜材料污染。南京UV光固化真空镀膜
PECVD,是一种利用等离子体在较低温度下进行沉积的一种薄膜生长技术。马鞍山真空镀膜工艺流程
LPCVD设备的设备构造主要包括以下几个部分:真空系统、气体输送系统、反应室、加热系统、温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等。LPCVD设备的发展趋势主要有以下几点:(1)为了降低衬底材料的热损伤和热预算,提高沉积速率和产能,开发新型的低温LPCVD方法,如等离子体增强LPCVD(PE-LPCVD)、激光辅助LPCVD(LA-LPCVD)、热辐射辅助LPCVD(RA-LPCVD)等;(2)为了提高薄膜材料的质量和性能,开发新型的高纯度和高结晶度的LPCVD方法,如超高真空LPCVD(UHV-LPCVD)、分子束外延LPCVD(MBE-LPCVD)、原子层沉积LPCVD(ALD-LPCVD)等;(3)为了拓展薄膜材料的种类和功能,开发新型的复合和异质的LPCVD方法,如多元化合物LPCVD、纳米结构LPCVD、量子点LPCVD等。马鞍山真空镀膜工艺流程