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MEMS真空镀膜技术

来源: 发布时间:2023年05月16日

真空镀膜的方法:分子束外延:分子束外延(MBE)是一中很特殊的真空镀膜工艺,是在10-8Pa的超高真空条件下,将薄膜的诸组分元素的分子束流,在严格的监控之下,直接喷射到衬底表面。MBE的突出优点在于能生长极薄的单晶膜层,并且能精确地控制膜厚和组分与掺杂适于制作微波,光电和多层结构器件,从而为制作集成光学和超大规模集成电路提供了有力手段。利用反应分子束外延法制备TiO2薄膜时,不需要考虑中间的化学反应,又不受质量传输的影响,并且利用开闭挡板(快门)来实现对生长和中断的瞬时控制,因此膜的组分和掺杂浓度可随着源的变化而迅速调整。MBE的衬底温度Z低,因此有减少自掺杂的优点。各种真空镀膜技术都需要一个特定的真空环境。MEMS真空镀膜技术

MEMS真空镀膜技术,真空镀膜

真空镀膜:离子镀膜法:目前比较常用的组合方式有:活性反应蒸镀法(ABE)。利用电子束加热使膜材气化;依靠正偏置探极和电子束间的低压等离子体辉光放电或二次电子使充入的氧气、氮气、乙炔等反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,蒸镀效率高,能获得三氧化铝、氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)等薄膜;可用于镀机械制品、电子器件、装饰品。空心阴极离子镀(HCD)。利用等离子电子束加热使膜材气化;依靠低压大电流的电子束碰撞使充入的气体Ar或其它惰性气体、反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,离化率高,电子束斑较大,能镀金属膜、介质膜、化合物膜;可用于镀装饰镀层、机械制品。MEMS真空镀膜技术真空镀膜机的优点:对印刷、复合等后加工具有良好的适应性。

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真空镀膜技术:物理的气相沉积技术由于其工艺处理温度可控制在500℃以下,因此可作为较终的处理工艺用于高速钢和硬质合金类的薄膜刀具上。采用物理的气相沉积工艺可大幅度提高刀具的切削性能,人们在竞相开发高性能、高可靠性设备的同时,也对其应用领域的扩展,尤其是在高速钢、硬质合金和陶瓷类刀具中的应用进行了更加深入的研究。化学气相沉积技术是把含有构成薄膜元素的单质气体或化合物供给基体,借助气相作用或基体表面上的化学反应,在基体上制出金属或化合物薄膜的方法,主要包括常压化学气相沉积、低压化学气相沉积和兼有CVD和PVD两者特点的等离子化学气相沉积等。

真空镀膜:技术优点:镀层附着性能好:普通真空镀膜时,在工件表面与镀层之间几乎没有连接的过渡层,好似截然分开。而离子镀时,离子高速轰击工件时,能够穿透工件表面,形成一种注入基体很深的扩散层,离子镀的界面扩散深度可达四至五微米,对离子镀后的试件作拉伸试验表明,一直拉到快要断裂时,镀层仍随基体金属一起塑性延伸,无起皮或剥落现象发生,可见附着多么牢固,膜层均匀,致密。绕镀能力强:离子镀时,蒸发料粒子是以带电离子的形式在电场中沿着电力线方向运动,因而凡是有电场存在的部位,均能获得良好镀层,这比普通真空镀膜只能在直射方向上获得镀层优越得多。因此,这种方法非常适合于镀复零件上的内孔、凹槽和窄缝。等其他方法难镀的部位。用普通真空镀膜只能镀直射表面,蒸发料粒子尤如攀登云梯一样,只能顺梯而上;而离子镀则能均匀地绕镀到零件的背面和内孔中,带电离子则好比坐上了直升飞机,能够沿着规定的航线飞抵其活动半径范围内的任何地方。真空镀膜是在真空室内把材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。

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原子层沉积技术和其他薄膜制备技术。与传统的薄膜制备技术相比,原子层沉积技术优势明显。传统的溶液化学方法以及溅射或蒸镀等物理方法(PVD)由于缺乏表面控制性或存在溅射阴影区,不适于在三维复杂结构衬底表面进行沉积制膜。化学气相沉积(CVD)方法需对前驱体扩散以及反应室温度均匀性严格控制,难以满足薄膜均匀性和薄厚精确控制的要求。相比之下,原子层沉积技术基于表面自限制、自饱和吸附反应,具有表面控制性,所制备薄膜具有优异的三维共形性、大面积的均匀性等特点,适应于复杂高深宽比衬底表面沉积制膜,同时还能保证精确的亚单层膜厚控制。因此,原子层沉积技术在微电子、能源、信息等领域得到应用。真空镀膜镀层绕镀能力强。MEMS真空镀膜技术

真空镀膜中离子镀简化可以大量的镀前清洗工作。MEMS真空镀膜技术

ALD允许在原子层水平上精确控制膜厚度。而且,可以相对容易地形成不同材料的多层结构。由于其高反应活性和精度,它在精细和高效的半导体领域(如微电子和纳米技术)中非常有用。由于ALD通常在相对较低的温度下操作,因此在使用易碎的底物例如生物样品时是有用的,并且在使用易于热解的前体时也是有利的。由于它具有出色的投射能力,因此可以轻松地应用于结构复杂的粉末和形状。 众所周知,ALD工艺非常耗时。例如,氧化铝的膜形成为每个循环0.11nm,并且每小时的标准膜形成量为100至300nm。由于ALD通常用于制造微电子和纳米技术的基材,因此不需要厚膜形成。通常,当需要大约μm的膜厚度时,就膜形成时间而言,ALD工艺是困难的。作为物质限制,前体必须是挥发性的。另外,成膜靶必须能够承受前体分子的化学吸附所必需的热应力。MEMS真空镀膜技术

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