真空蒸发的特点与蒸发过程

作者：发布时间：2023-06-14 11:15:19点击：362

一般说来，真空蒸发(除电子束蒸发外)与化学气相沉积、溅射镀膜等成膜方法相比较，有如下特点:设备比较简单、操作容易;制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确控制;成膜速率快、效率高，用掩模可以获得清晰图形;薄膜的生长机理比较单纯。这种方法的主要缺点是，不容易获得结晶结构的薄膜，所形成薄膜在基板上的附着力较小，工艺重复性不够好等。

图2-14为真空蒸发镀膜原理示意图。主要部分有:

1)真空室，为蒸发过程提供必要的真空环境;

2)蒸发源或蒸发加热器，放置蒸发材料并对其进行加热;

3)基板，用于接收蒸发物质并在其表面形成固态蒸发薄膜;

4)基板加热器及测温器等。

真空蒸发镀膜包括以下三个基本过程:

1)加热蒸发过程。包括由凝聚相转变为气相(固相或液相一气相)的相变过程。每种蒸发物质在不同温度时有不相同的饱和蒸气压;蒸发化合物时，其组分之间发生反应，其中，有些组分以气态或蒸气进入蒸发空间。

2)气化原子或分子在蒸发源与基片之间的的输运，即这些粒子在环境气氛中的飞行过程。飞行过程中与真空室内残余气体分子发生碰撞的次数，取决于蒸发原子的平均自由程，以及从蒸发源到基片之间!的距离，常称源-基距。

3)蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程，即蒸气凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜。由于基板温度远低于蒸发源温店度，因此，沉积物分子在基板表面将直接发生从气相到固相的相转变过程。

上述过程都必须在空气非常稀薄的真空环地境中进行。否则，蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层受到严重污染染，甚至形成氧化物;或者蒸发源被加热氧化烧毁;或者由于空气分子的碰撞阻接当，难以形成均匀连续的薄膜。

真空蒸发镀膜原理示意图