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蒸(zhēng)發源加熱(rè)有(yǒu)幾(jī)種方(fāng)法(fǎ)

更新(xīn)時間:2025-07-18      瀏覽次(cì)數:455

蒸(zhēng)發源加熱(rè)主(zhǔ)要有(yǒu)2種:電阻加熱法,電(diàn)子(zǐ)束(shù)加熱法(fǎ)。

電(diàn)阻(zǔ)加熱法要求:蒸發源材(cái)料要(yào)選(xuǎn)擇熔(róng)點高,即(jí)使(shǐ)在(zài)高溫下也(yě)不熔(róng)化(huà)的(dí)低蒸汽壓(yā)物質。可(kě)用(yòng)W,Ta或(huò)Mo做(zuò)成網狀或(huò)直板(bǎn)形(xíng)狀(zhuàng),把蒸發源物(wù)質放在其(qí)上(shàng)進(jìn)行加(jiā)熱。 蒸發(fā)材料(liào)的(dí)蒸(zhēng)汽(qì)壓(yā)要比(bǐ)蒸發(fā)物質的蒸汽壓高得多(duō),而(ér)且更不希(xī)望其(qí)與蒸(zhēng)發(fā)源形成合金(jīn),降低蒸發(fā)源的熔點(diǎn)。如,Fe,Al,Ge和Ni是容易(yì)生成(chéng)合金(jīn)的(dí)代表(biǎo)性材料(liào)。Au不(bù)易(yì)生成(chéng)合金(jīn),隻是容易(yì)和(hé)Ta生成合(hé)金(jīn)。  此(cǐ)外,也(yě)可(kě)選(xuǎn)擇(zé)間(jiān)接(jiē)加熱法(fǎ),即將蒸發源物質(zhì)放(fàng)入(rù)一(yī)個(gè)帶(dài)有小(xiǎo)孔(kǒng)的耐(nài)熱性容器(qì)內,從外麵(miàn)對容器加(jiā)熱使(shǐ)其蒸發。若容器的(dí)溫度(dù)均匀(yún),則(zé)可(kě)實現(xiàn)蒸發(fā)時的(dí)熱平衡(héng)狀態,這時分(fēn)子(zǐ)流(liú)強度由溫(wēn)度決定(dìng),稱為(wéi)克努(nǔ)曾型蒸發(fā)源(yuán)。與此(cǐ)對(duì)應的像(xiàng)加(jiā)熱(rè)電(diàn)阻(zǔ)絲那樣(yàng)的(dí)非平衡(héng)狀態下(xià)的蒸(zhēng)發稱為狼繆爾(ěr)型(xíng)蒸(zhēng)發(fā)源(yuán)。

電(diàn)子(zǐ)束加熱法:可(kě)實現(xiàn)局部(bù)高溫加(jiā)熱(rè),易蒸發(fā)出高純(chún)度(dù)的薄(báo)膜(mó)。也可用磁場對電(diàn)子束進行聚焦並使其偏(piān)轉(zhuǎn)後集(jí)中射(shè)到(dào)耙子(zǐ)上(shàng)。


特殊的蒸(zhēng)發(fā):

對(duì)薄(báo)膜電阻器或磁(cí)性薄(báo)膜器件(jiàn)來說,經常(cháng)使(shǐ)用(yòng)合金或化合物的(dí)材料製作,而如(rú)果用一(yī)般的蒸(zhēng)發(fā)方法(fǎ),則其得(dé)到的薄(báo)膜中的(dí)化學計量比與原(yuán)材(cái)料有所(suǒ)不同。

合金(jīn)的(dí)蒸發:可用烏拉(lā)耳(ěr)定律類推(tuī):Pa+n=[Pa/(Na+Nb)]Pa  其中Pa為溶(róng)劑a的蒸(zhēng)汽(qì)壓,Na和(hé)Nb分(fēn)別為溶劑a和溶(róng)質b的摩爾數(shù),溶液(yè)的(dí)蒸(zhēng)汽壓可(kě)由此公式推(tuī)出。 另外(wài),若(ruò)將(jiāng)合(hé)金(jīn)看(kàn)成(chéng)溶液(yè),含(hán)量較多(duō)的視(shì)為溶(róng)劑(jì),可定性地(dì)估(gū)算合金(jīn)的蒸汽壓。

用(yòng)一(yī)般(bān)的方法使(shǐ)合(hé)金蒸發,得到的(dí)薄(báo)膜的狀態(tài)如(rú)何(hé)呢(ní)?  對鐵(tiě)鎳合金(2:1)的(dí)實驗(用(yòng)X綫分(fēn)析法(fǎ)分析每秒(miǎo)鐘在每平方(fāng)厘米上(shàng)所沉積(jī)的薄(báo)膜(mó)的鐵(tiě)鎳(niè)含量(liáng))表明:開始時(shí)是富鐵狀態(tài),後(hòu)在薄膜的表(biǎo)麵變成(chéng)富(fù)鎳(niè)。

為得到與(yǔ)蒸發源同(tóng)等(děng)成分(fēn)比(bǐ)的薄膜,出現了2種(zhǒng)新的蒸發(fā)方法:1)瞬時蒸發法(fǎ)   2)雙源蒸(zhēng)發(fā)法(fǎ)


瞬時(shí)蒸發(fā)法:將(jiāng)蒸發材料做成(chéng)細粒,一點一點(diǎn)落(là)到(dào)蒸發源上(shàng),並在瞬間將細粒蒸發(fā)掉(diào)。適用(yòng)於三(sān)元(yuán)或(huò)四(sì)元合金(jīn),但蒸發速度(dù)較難控製。


無(wú)機化合物的蒸發:如蒸(zhēng)發(fā)SiO細(xì)粒(lì)製作SiO薄(báo)膜,得(dé)到的薄(báo)膜(mó)Si的(dí)含量(liáng)過剩。

用一般(bān)方法(fǎ)蒸發製得(dé)的薄(báo)膜與原材料較接(jiē)近的無機化合物有:MgO,BeO,Al2O3,CoO2,MgF2和(hé)ZnS等。 對於NiO,SiO和TiO2,其薄(báo)膜中O的(dí)含(hán)量明顯不(bù)足;CdS則是(shì)Cd過剩(shèng)。

所(suǒ)以(yǐ)為(wéi)製得化(huà)合(hé)物薄膜,用研(yán)究(jiū)出了(liǎo)反應蒸(zhēng)發(fā)法,三溫度法(fǎ)和(hé)電子(zǐ)束蒸(zhēng)發(fā)法(fǎ)。

反應蒸(zhēng)發法:將(jiāng)活性(xìng)氣體(tǐ)導入真(zhēn)空室,使(shǐ)活性氣體的分子(zǐ),原子和蒸發(fā)源(yuán)逸出(chū)來(lái)的(dí)蒸(zhēng)發原子(zǐ),分子(zǐ)在(zài)基片(piàn)上(shàng)反(fǎn)應以得到(dào)需要(yào)的(dí)化合物(wù)薄膜。如SiO,就(jiù)是(shì)鼓入10-2~10-5Torr左右壓(yā)強的(dí)幹(gān)燥(zào)O2。若控(kòng)製好(hǎo)蒸發(fā)速度和基(jī)片(piàn)的溫(wēn)度,可(kě)得到接近(jìn)SiO2成分(fēn)比(bǐ)的(dí)薄(báo)膜。還有AlN是NH3;TiC是(shì)C2H4。

三(sān)溫度法:即(jí)是雙(shuāng)源蒸發法,經(jīng)常用於(yú)製作GaAs薄(báo)膜。


濺射(shè)法:把離子(zǐ)加速,然後去轟擊固體表麵,加速的離子與固體表麵(miàn)的原(yuán)子碰(pèng)撞,進(jìn)行動量交(jiāo)換後(hòu)將原(yuán)子(zǐ)從(cóng)固(gù)體表麵濺(jiàn)出,濺出的(dí)原(yuán)子(zǐ)在基片(piàn)上澱積成(chéng)膜(mó)。Sputtering。濺射(shè)時(shí),多半是讓被加(jiā)速了的(dí)正(zhèng)離(lí)子去轟(hōng)擊(jī)蒸發源(yuán)陰極,再(zài)從陰(yīn)極(jí)濺(jiàn)出(chū)原子(zǐ),所以也稱為陰極(jí)濺(jiàn)射(shè)法(fǎ)。


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