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真空鍍膜

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物理氣相沉積（真空鍍膜）三種基本方法


發(fā)布時間：2019-02-16 10:37:11
      物理氣相沉積（PVD）就是我們常說的真空鍍，又稱離子鍍鈦或真空鍍鈦。是在真空條件下，利用蒸發(fā)或濺射等物理形式，把固體的材料轉(zhuǎn)化為原子、分子或者離子態(tài)的氣相物質(zhì)然后使這些攜帶能量的蒸發(fā)粒子沉積到基體或零件的表面，以形成膜層的膜制備方法。

物理氣相沉積法主要有真空蒸鍍、濺射和離子鍍。

真空鍍膜

真空蒸鍍：在真空中加熱使金屬、合金或化合物蒸發(fā)，然后凝結(jié)在基體表面上的方法叫真空蒸鍍。
濺射：濺射是利用高速正離子轟擊某一靶材（陰極），使靶材表面原子以一定能量逸出，后在工件表面沉積的過程。
離子鍍：離子鍍借助于一種惰性氣體的輝光放電使欲鍍金屬或合金蒸發(fā)離子化，并在這些荷能離子轟擊基體（工件）表面并同時沉積在其上形成鍍膜。
三種方法的比較如下：
1、從沉積粒子能量（中性原子）來看，真空蒸鍍?yōu)?.1-1eV，濺射為1-10eV，離子鍍?yōu)?.1-1eV（此外還有高能中性原子）。
2、從沉積速率來看，真空蒸鍍?yōu)?.1-70μm/min，濺射為0.01-0.05μm/min(磁控濺射接近于真空蒸鍍)，離子鍍?yōu)?.1-50μm/min。
3、從膜層特點看，真空蒸鍍低溫時密度小但表面光滑、氣孔低溫時多、附著性不太好、內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力繞射性差；濺射密度大、氣孔少但混入濺射氣體較多、附著性較好、內(nèi)應(yīng)力為壓應(yīng)力、繞射性差；離子鍍密度大 ，無氣孔但膜層缺陷較多，附著性很好，內(nèi)應(yīng)力視工藝 條件而定，繞射性較好。
4、從被沉積物質(zhì)的氣化方式看，真空蒸鍍?yōu)殡娮杓訜?、電子束加熱、感?yīng)加熱、激光加熱等；濺射的鍍料原子不是靠加熱方式蒸發(fā)，而是靠陰極濺射由靶材獲得沉積原子；離子鍍可以分為蒸發(fā)式或者濺射式，蒸發(fā)式為電阻加熱、電子束加熱、感應(yīng)加熱、激光加熱等，濺射式由進入輝光放電空間的原子由氣體提供，反應(yīng)物沉積在基片上。
5、從鍍膜的原理及特點看，真空蒸鍍工件不帶電，真空條件下金屬加熱蒸發(fā)沉積到工件表面，沉積粒子的能量與蒸發(fā)時的溫度對應(yīng)。濺射的工件為陽極，靶為陰極，利用氬原子的濺射作用把靶材原子擊出而沉積在工件表面上，沉積原子的能量由被濺射原子的能量分布決定。離子鍍的工件為陰極，蒸發(fā)源為陽極，進入輝光放電空間的金屬原子離子化后奔向工件，并在工件表面沉積成膜，沉積過程中離子對基片表面、膜層與基片的界面以及膜層本身都發(fā)生轟擊作用，粒子的能量決定于陰極上所加的電壓。
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