

24
2024-01
離子束輔助沉積技術(shù)的特點
①離子束輔助沉積技術(shù)的最大特點是膜與基體間的附著力強(qiáng),膜層十分牢固。實驗表明:離子束輔助沉積的附著力比熱蒸鍍的附著力提高了幾倍到幾百倍,其原因主要是由于離子轟擊對表面所產(chǎn)生的清洗作用,使膜基界面上形成梯度界面結(jié)構(gòu)或稱混合過渡層,以及減少膜的應(yīng)力所致。
②離子束輔助沉積可改善膜的機(jī)械性能、延長疲勞壽命,非常適合制備氧化物、碳化物、立方BN、TiB2,以及類金剛石涂層等。例如在1Cr18Ni9Ti耐熱鋼上采用離子束輔助沉積技術(shù)生長 200nm的Si3N4薄膜時,不僅可以抑制材料表面疲勞裂紋的萌生,而且可以明顯地降低疲勞裂紋的擴(kuò)散速率,對延長其壽命有著良好的作用。
查看詳情

17
2024-01
反應(yīng)濺射鍍膜的特點及其應(yīng)用范圍
在濺射鍍膜工藝中,雖然可以采用化合物為靶材制備化合薄膜。但是,由于靶材被濺射后所生成的薄膜成分往往與靶材原來的成分有較大的偏離,故達(dá)不到原來所設(shè)計的要求。如果采用純金屬靶材,把所需要的活性氣體 (如制備氧化物薄膜時通入氧氣) 有意識地混合到工作 (放電)氣體中去,使之與靶材進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而生成可以得到控制其組分與特性的薄膜。人們通常稱這種方法為“反應(yīng)濺射法”。
如前所述,可以采用射頻濺射,沉積介質(zhì)薄膜和各種化合物薄膜。但是,為了制備“純”的薄膜,必須先有“純”的靶,高純的氧化物、氮化物、碳化物或其他化合物的粉末。用這些粉末加工成一定形狀的靶,需要添加成型或燒結(jié)必需的添加劑,這就導(dǎo)致靶和所成膜的純度大大降低。但在反應(yīng)濺射中,由于可以采用高純的金屬和高純的氣體,因此,為制備高純的薄膜提供了方便的條件。反應(yīng)濺射近年來日益受到重視,并成為淀積各種功能化合物薄膜的一種主要方法。它已經(jīng)在制造I-V族、I-族和IV-V族化合物、難熔半導(dǎo)體以及各種氧化物等方面得到了廣泛的應(yīng)用,如采用多晶 Si和 CH./Ar 混合氣體射淀 SiC 薄膜、用Ti靶和 N/Ar制備 TiN 硬質(zhì)薄膜、用 Ta和 O/Ar 制備 TaO;介質(zhì)薄膜、用 Fe和O,/Ar制備 -FezO;記錄薄膜、用A1和 N/Ar 制備 AIN 壓電薄膜、用 AI和 CO/Ar制備 A1-C-O 選擇性吸收薄膜以及用 Y-Ba-Cu 和 O/Ar 制備 YBaCuO-超導(dǎo)薄膜等等。
查看詳情

17
2024-01
金屬薄膜電阻溫度系數(shù)特征
金屬膜電阻溫度系數(shù)隨膜厚而變化,薄的膜為負(fù)值,厚的膜為正值,更厚的膜與塊狀材料相似,但并不完全相同。一般情況下,薄膜厚度增加到數(shù)十納米時,電阻溫度系數(shù)從負(fù)值轉(zhuǎn)為正值。
此外,蒸發(fā)速率也影響金屬薄膜的電阻溫度系數(shù)。低蒸發(fā)速率制備的膜層疏松,電子越過其勢壘而產(chǎn)生電導(dǎo)的能力弱,再加上氧化和吸附作用,所以電阻值較高,電阻溫度系數(shù)偏小,甚至為負(fù)值,隨著蒸發(fā)率的增大,電阻溫度系數(shù)由小變大,由負(fù)變正。這是由于低蒸發(fā)率制備的薄膜由于氧化而具備半導(dǎo)體性質(zhì),電阻溫度系數(shù)出現(xiàn)負(fù)值。高蒸發(fā)率制備的薄膜趨向于金屬特性,電阻溫度系數(shù)為正值。
由于薄膜的結(jié)構(gòu)隨溫度進(jìn)行不可逆的變化,因此薄膜的電阻、電阻溫度系數(shù)也都隨蒸鍍時鍍層溫度發(fā)生變化,越薄的膜,這種變化越劇烈。這可以認(rèn)為近似島狀或管狀結(jié)構(gòu)膜的粒子在基板上再蒸發(fā)、再分布以及晶格散射、雜質(zhì)散射、晶格缺陷散射、氧化引起的化學(xué)變化的緣故。
查看詳情

12
2024-01
離子鍍涂層的特點及其應(yīng)用范圍
離子鍍與蒸發(fā)鍍、濺射鍍相比,最大特點是荷能離子一邊轟擊基體與膜層,一邊進(jìn)行沉積。荷能離子的轟擊作用所產(chǎn)生一系列的效應(yīng),主要有如下幾點。
①膜/基結(jié)合力(附著力)強(qiáng),膜層不易脫落 由于離子轟擊基體產(chǎn)生的濺射作用,使基體受到清洗,激活及加熱,既可去除基體表面吸附的氣體和污染層,也可去除基體表面的氧化物。離子轟擊時產(chǎn)生的加熱和缺陷可引起基體的增強(qiáng)擴(kuò)散效應(yīng),既提高了基體表面層組織結(jié)晶性能,也提供了合金相形成的條件;而且較高能量的離子轟擊,還可產(chǎn)生一定的離子注入和離子束混合效應(yīng)。
②離子鍍由于產(chǎn)生良好的繞射性 在壓力較高的情況下 (大于或等于1Pa) 被電離的蒸氣離子或分子在它到達(dá)基體前的路程上將會遇到氣體分子的多次碰撞,因此可使膜材粒子散射在基體的周圍,從而改善了膜層的覆蓋性;而且被電離的膜材粒子還會在電場的作用下沉積在具有負(fù)電壓基體表面的任意位置上,這一點蒸發(fā)鍍是無法達(dá)到的。
③鍍層質(zhì)量高 由于離子轟擊可提高膜的致密度,改善膜的組織結(jié)構(gòu),使得膜層的勻度好,鍍層組織致密,針孔和氣泡少,因此提高了膜層質(zhì)量。
查看詳情