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蒸发材料

真空蒸发镀膜，简称蒸镀，是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料（或称膜料）并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。蒸镀是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。真空蒸镀所使用的材料我们称之为蒸发材料。

产品特性

蒸发的物理过程包括：

沉积材料蒸发或升华为气态粒子→气态粒子快速从蒸发源向基片表面输送→气态粒子附着在基片表面形核、长大成固体薄膜→薄膜原子重构或产生化学键合。

将基片放入真空室内，以电阻、电子束、激光等方法加热膜料，使膜料蒸发或升华，气化为具有一定能量（0.1～0.3eV）的粒子（原子、分子或原子团）。

气态粒子以基本无碰撞的直线运动飞速传送至基片，到达基片表面的粒子一部分被反射，另一部分吸附在基片上并发生表面扩散，沉积原子之间产生二维碰撞，形成簇团，有的可能在表面短时停留后又蒸发。

粒子簇团不断地与扩散粒子相碰撞，或吸附单粒子，或放出单粒子。此过程反复进行，当聚集的粒子数超过某一临界值时就变为稳定的核，再继续吸附扩散粒子而逐步长大，终通过相邻稳定核的接触、合并，形成连续薄膜。其工作方式如右图：

3 蒸发常用的三种方式

电阻蒸发

蒸发温度1000-2000 ° C的材料可用电阻加热作蒸发源. 加热器电阻通电后产生热量，产生热量使蒸发材料的分子或原子获得足够大的动能而蒸发。

电阻蒸发的优点：

1. 蒸发源一般为丝状（0.05-0.13cm)，操作简单便捷，耗材价格便宜，更换方便。

2. 蒸发材料必须润湿加热丝，通过表面张力得到支撑，只能蒸发金属或合金，加热丝容易变脆。

3.常用的蒸发源材料有：W、Mo、Ta，耐高温的金属氧化物、陶瓷或石墨坩埚

电阻蒸发的缺点：支撑材料与蒸发物之间可能会发生反应；一般工作温度在1500~1900 ℃，难以实现更高蒸发温度，所以可蒸发材料受到限制；蒸发率低；加热速度不高，蒸发时待蒸发材料如为合金或化合物，则有可能分解或蒸发速率不同，造成薄膜成分偏离蒸发物材料成分。高温时，钽和金形成合金，铝、铁、镍、钴等与钨、钼、钽等形成合金，钨、钼与水或氧反应，形成挥发性的氧化物气体。
电子束蒸发

电子束蒸发的原理：

电子束通过5-10KV 的电场后被加速，然后聚焦到被蒸发的材料表面，把能量传递给待蒸发的材料使其熔化并蒸发。

电子束蒸发的优点：

1. 可以实现难熔物质的蒸发，以较大的功率密度实现快速蒸发，防止合金分离。

2. 可以同时安置多个坩埚，同时或分别蒸发多种不同物质；

3.无污染，大部分电子束蒸发系统采用磁聚焦或磁弯曲电子束，蒸发物质放在水冷坩埚内，与坩埚（坩埚水冷）接触的待蒸发材料保持固态不变，蒸发发生在材料表面, 有效抑制坩堝与蒸发材料之间的反应，蒸发材料与坩埚发生反应的可能性很小，适合制备高纯薄膜，可以制备光学、电子和光电子领域的薄膜材料，如Mo、Ta、Nb、MgF2、Ga2Te3、TiO2、Al2O3、SnO2、Si等；蒸发分子动能较大, 能得到比电阻加热更牢固致密的膜层。

电子束蒸发的缺点：可使蒸发气体和残余气体电离，有时会影响膜层质量；电子束蒸镀装置结构复杂，价格昂贵；产生的X射线对人体有一定的伤害。
激光蒸发

激光作为热源，高能量的激光束透过真空室窗口, 对蒸发材料进行加热使其达到升华点，变成气体并沉积成膜。

激光蒸发的优点：

1. 采用非接触式加热, 减少污染, 简化真空室, 适宜于超真空下制备纯洁薄膜；

2. 热源清洁，无来自加热体的污染；

3. 聚焦可获得高功率，可沉积陶瓷等高熔点材料以及复杂成分材料（瞬间蒸发）；

4. 光束集中，激光装置可远距离放置，可安全沉积一些特殊材料薄膜（如高放射性材料）；

5. 很高的蒸发速率，薄膜有很高的附着力。

激光蒸镀的缺点：膜厚控制困难; 可引起化合物过热分解和喷溅；激光蒸发设备费用比较高。

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Al2O3氧化铝

产品特性

蒸发的物理过程包括：

3 蒸发常用的三种方式

电阻蒸发

电阻蒸发的优点：

电子束蒸发

电子束蒸发的原理：

电子束蒸发的优点：

激光蒸发

激光蒸发的优点：

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