真空蒸镀技术介绍课件.ppt

1、VTHTdpdeIRTHplneeT15993lgpe(Pa)= +14.533-0.999lgT-3.5210-6T 由克劳修斯-克莱普朗(Clausius-Clapeyron)方程有如，液态Al的平衡蒸气压就满足关系式MRT2)pp(NheART2M)pp(he ABAAABBBBAx px pMM( )( )00MBE growth for the process A+B2=AB2ddeA t点蒸发源的示意图ddsseMAMrcos42面蒸发源的示意图ddsseMAMrcos cos2实际面源情况下薄膜沉积速率随角度 的变化 呈cosn函数型，n1，表明蒸发源发出的物质具有明显的方向性蒸

2、发源的几种不同形式 提高蒸发沉积薄膜的厚度均匀性可采取的衬底放置方法 提高蒸发沉积薄膜的厚度均匀性可采取的衬底放置方法 同时变动r、 和提高蒸发沉积薄膜的厚度均匀性的其他措施薄膜沉积的阴影效应(a)以及利用掩膜进行薄膜的选择性沉积(b)薄膜纯度的影响因素真空度对蒸发法制备的薄膜纯度的影响真空中的氧分压（Pa） 薄膜的沉积速率（ nm/s） 0.1 11010010-710-510-310-110-310-110100010-410-2110010-510-310-11010-610-410-21电阻式热蒸发装置 电子束蒸发装置的示意图 特点：n 蒸发温度高n 污染小，适用于高纯、难熔物质的蒸发

3、n 热效率较低n 导致产生一定的辐射电弧蒸发装置的示意图 特点：n 设备简单n 加热温度高，适用于难熔金属、石墨的蒸发n 可避免电阻、坩埚材料的污染n 可控制性较差n 在放电过程中易产生电极颗粒的飞溅，影响薄膜 的均匀性激光蒸发装置的示意图 特点：n 污染小n 加热温度高n 过程容易控制n 特别适于蒸发复杂成分的合金或化合物n 光子瞬间内将能量传递给被蒸发物质，粒子能量高于普通蒸发方法n 需要特殊的窗口材料n 易产生物质颗粒的飞溅n 设备较为复杂，难于大规模使用空心阴极蒸发装置的示意图 特点:n 大电流、高速率n 被蒸发出来的物质原子被大量离化n 要维持110-2Pa的气体压力n 易产生阴极损

4、耗和蒸发物质的飞溅蒸发法的优点n方法和设备可以相对简单n较高的沉积速度（数十m/小时）n相对较高的真空度和薄膜纯度蒸发法的缺点n蒸发粒子的能量相对较低蒸发薄膜沉积法的优点与缺点蒸发粒子的能量与物质键合能的比较 能量项能量数值（eV）蒸发粒子动能 300K时 2200K时物质的键合能 Si-Si固体键合能 N-N气体分子键合能0.0380.283.299.83两者相比，可看到蒸发法时，沉积粒子的能量偏低例一： 分子束外延方法制备-FeSi2/Si薄膜二极管1.5m发光器件器件的层状结构 (a) 器件A，(b) 器件BY. Ugajin, T. Sunohara, T. Suemasu, Inve

5、stigation of currentinjection in FeSi2/Si double-heterostructures light-emitting diodes by molecular beamepitaxy, Thin Solid Films (2007)p|n结结分子束外延-FeSi2/Si薄膜二极管发光器件的制备u 使用离子泵支持的MBE系统，在n-Si (111)衬底上制备 p-Si/p-FeSi2/p-Si/n-Si结构的层状结构u 使用电子束加热的Si、Fe 蒸发源u Si(111)衬底高真空清洁处理：850C30分钟u 450C生长200-nm p-Si，热处理

6、1000C10分钟 （样品A不进行此项处理） u 750C生长90-nm 110/101 取向的 p-FeSi2 u 500C生长500-nm p-Siu 700C生长200-nm B搀杂的 p+-Siu N2中800C 14 小时器件热处理-FeSi2/Si薄膜器件的X-射线衍射曲线Highly 110/101-oriented -FeSi2 was formed in both samples. 77K 温度下-FeSi2/Si薄膜器件的光发射谱EL of -FeSi2 is dominant in sample A, and Si-related EL is intense in sam

7、ple B. FeSi2 不同温度下-FeSi2/Si薄膜器件的I-V 曲线High-quality Si p-n junction in sample B improves the electron injection into -FeSi2 (higher turn-on voltage), and thus significant EL enhancement will be obtained.精品课件精品课件！精品课件精品课件！u 掌握物理气相沉积、化学气相沉积技术各自的特点。u 列举真空蒸发法装置的组成。u 熟悉元素、化合物、合金等不同物质粒子蒸发时的行为特点；列举使蒸发法不宜被用于合金或化合物薄膜制备的主要原因。u 熟悉影响蒸发法薄膜沉积时影响薄膜沉积均匀性的因素。u 各种真空蒸发方法薄膜沉积的设备和各方法的优点与缺点。u 估算1200K时Al原子的动能。