通过PVD制备的薄膜通常存在应力问题,不同材料与衬底间可能存在压应力或张应力,在多层膜结构中可能同时存在多种形式的应力。薄膜应力的起源是薄膜生长过程中的某种结构不完整性(杂质、空位、晶粒边界、错位等)、表面能态的存在、薄膜与基底界面间的晶格错配等.对于薄膜应力主要有以下原因:1.薄膜生长初始阶段,薄膜面和界面的表面张力的共同作用;2.沉积过程中膜面温度远高于衬底温度产生热应变;3.薄膜和衬底间点阵错配而产生界面应力;4.金属膜氧化后氧化物原子体积增大产生压应力;5.斜入射造成各向异性成核、生长;6.薄膜内产生相变或化学组分改变导致原子体积变化 各种真空镀膜技术都需要有一个蒸发源或靶子。西安真空镀膜加工
真空镀膜:离子镀膜法:离子镀膜技术是在真空条件下,应用气体放电实现镀膜的,即在真空室中使气体或蒸发物质电离,在气体离子或被蒸发物质离子的轰击下、同时将蒸发物或其反应产物蒸镀在基片上。根据不同膜材的气化方式和离化方式可分为不同类型的离子镀膜方式。膜材的气化方式有电阻加热、电子束加热、等离子电子束加热、高频感应加热、阴极弧光放电加热等。气体分子或原子的离化和启动方式有:辉光放电型、电子束型、热电子型、等离子电子束型、多弧型及高真空电弧放电型,以及各种形式的离子源等。不同的蒸发源与不同的电离或激发方式可以有多种不同的组合。目前比较常用的组合方式有:三明UV光固化真空镀膜广义的真空镀膜还包括在金属或非金属材料表面真空蒸镀聚合物等非金属功能性薄膜。
电子束蒸发是基于钨丝的蒸发。大约 5 到 10 kV 的电流通过钨丝(位于沉积区域外以避免污染)并将其加热到发生电子热离子发射的点。使用永磁体或电磁体将电子聚焦并导向蒸发材料(放置在坩埚中)。在电子束撞击蒸发丸表面的过程中,其动能转化为热量,释放出高能量(每平方英寸数百万瓦以上)。因此,容纳蒸发材料的炉床必须水冷以避免熔化。电子束蒸发设备结构简单,成本低廉,而且可以蒸发高熔点材料,在蒸镀合金时可以实现快速蒸发,避免合金的分馏,其镀膜质量也可以达到较高水平,可以广泛应用于激光器腔面镀膜以及玻璃等各种光学材料表面镀膜,是一种可易于实现大批量生产的成熟镀膜技术。
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。在高真空下,电子灯丝加热后发射热电子,被加速阳极加速,获得很大的动能轰击到的蒸发材料上,把动能转化成热使蒸发材料加热气化,而实现蒸发镀膜。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中,使镀膜材料局部达到高温而蒸发。通过调节电子束的功率,可以方便的控制镀膜材料的蒸发速率,特别是有利于高熔点以及高纯金属和化合物材料。真空镀膜是指在真空环境下,将某种金属或金属化合物以气相的形式沉积到材料表面。
真空镀膜:等离子体镀膜:在物理的气相沉积中通常采用冷阴极电弧蒸发,以固体镀料作为阴极,采用水冷使冷阴极表面形成许多亮斑,即阴极弧斑。弧斑就是电弧在阴极附近的弧根。在真空条件下,用引弧针引弧,使真空金壁(阳极)和镀材(阴极)之间进行弧光放电,阴极表面快速移动着多个阴极弧斑,不断迅速蒸发甚至“异华”镀料,使之电离成以镀料为主要成分的电弧等离子体,并能迅速将镀料沉积于基体。在极小空间的电流密度极高,弧斑尺寸极小,估计约为1μm~100μm,电流密度高达105A/cm2~107A/cm2。真空镀膜有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。珠海真空镀膜服务
真空镀膜机大功率脉冲磁控溅射技术的脉冲峰值功率是普通磁控溅射的100倍,在1000~3000W/cm2范围。西安真空镀膜加工
电子束蒸发镀膜技术是一种制备高纯物质薄膜的主要方法,在电子束加热装置中,被加热的物质被放置于水冷的坩埚中电子束只轰击到其中很少的一部分物质,而其余的大部分物质在坩埚的冷却作用下一直处于很低的温度,即后者实际上变成了被蒸发物质的坩埚。因此,电子束蒸发沉积方法可以做到避免坩埚材料的污染。在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚,这使得人们可以同时或分别蒸发和沉积多种不同的物质。现今主流的电子束蒸发设备中对镀膜质量起关键作用的是电子枪和离子源。西安真空镀膜加工