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    特種玻璃的特殊蒸鍍技術

    作者:奧固鴻已有:N多人關注
    ⒈ 閃蒸蒸鍍法
    將需要蒸發的合金材料制成細粒或粉末狀,讓其一顆一顆地落到高溫的坩堝中,每個顆粒在瞬間完全蒸發掉。這種方法也適用于三元、四元等多元合金的蒸鍍,可以保證膜層組分與膜材合金相一致。但是,對閃蒸蒸鍍法的蒸發速率的控制比較困難。
    ⒉多蒸發源蒸鍍法
    在制備由多種元素組成的合金薄膜時,原則上可以將這幾種元素分別裝入各自的蒸發源中,同時加熱并分別控制蒸發源的溫度,即獨立控制各種元素的蒸發速率,以便保證沉積膜層的組分。這種方法要求各個蒸發源之間要屏蔽,防止蒸發源之間相互污染。
    ⒊ 反應蒸鍍法
    反 應蒸鍍法是將活性氣體引入鍍膜室,使活性氣體的原子、分子和從蒸發源蒸發出來的膜材原子、分子發生化學反應,從而制備所需要的化合物薄膜的一種方法。粒子 間的化學反應可以在空間(即氣相狀態)也可能在基片上進行,或者兩者兼有,不過,一般認為在基片上進行化學反應的幾率較大。該反應與蒸發溫度、蒸發速度、 反應氣體的分壓及基片的溫度等因素有關。作為蒸發源的膜材可以是金屬、合金或化合物。反應蒸鍍法主要用于制備高熔點的絕緣化合物薄膜。
    例如,在蒸發Ti時加入C2H2氣體,可獲得硬質膜TiC,其反應式為
    2Ti+ C2H2→2TiC+H2
    而在蒸發Ti時加入N2,可獲得硬質膜TiN,其反應式為
    2Ti+N2→2TiN
    又如,蒸發SnO2-In2O3混合物時加入一定量的O2,可獲得ITO透明導電膜。下表列舉了用反應蒸鍍法制備化合物薄膜的工藝條件。

    薄膜 膜材 蒸發速率/nm·s-1 反應氣體 反應氣體壓力/Pa 基片溫度/℃
    Al2O3 Al 0.4~0.5 O2 10-3~10-2 400~500
    Cr2O5 Cr 約0.2 O2 2×10-3 300~400
    SiO2 SiO 約0.2 O2或空氣 約10-2 100~300
    Ta2O5 Ta 約0.2 O2 10-2~10-1 700~900
    AIN Al 約0.2 NH 約10-2 300(多晶)
    400~1400(單晶)
    ZrN Zr   N2    
    TiN Ti 約0.3
    約0.3
    N2 
    NH
    5×10-2
    5×10-2
    室溫
    室溫
    SiC Si   C2H2 4×10-4 約900
    TiC Ti   C2H2   約300
    ⒋ 三溫度蒸鍍法
    在 制備化合物半導體薄膜時,基片溫度對膜層的結構和物理性能的影響是很明顯的,因此在制備二元化合物半導體單晶膜時,必須控制基片溫度。在這種情況下,將兩 種膜材分別裝入各自的蒸發源內,分別獨立的控制兩個蒸發源和一個基片的溫度(共計三個溫度)進行蒸發,故稱三溫度蒸鍍法。這種方法主要用于制備GaAs等 Ⅲ~Ⅴ族化合物半導體單晶薄膜。

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