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[原创]薄膜的纯度与什么有关?

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薄膜的纯度

作者:爱特斯htpp://www.dmcl.cn

 

薄膜的纯度与所蒸发纯度依赖于一下三个方面:一是源材料的纯度;二是加热装置、蒸发舟以及支撑材料的污染;三是真空系统中的残余气体。在沉淀过程中,蒸发物,包括原子和分子,连同残余气体同时的、独立的撞击到基片表面。

1-1给出了沉淀速率和残余气体压力在影响薄膜中含氧量上的相互作用。根据氧气的黏滞系数(大概在0.1量级或者更小)可以大概估计出含氧量密度,然而这些结果有重要意义。为了沉积出非常纯的薄膜,要求沉积速率高和低气体(H20、CO2C0、O2N2)残余压力。对于真空蒸发来说这些条件都不是很难的,比如在10-6 torr 的压力下蒸发速率可以达到1000 Å /s。

1-1     室温沉积Tim 薄膜的最大氧含量

P02/torr

沉淀率/(Å /s)

1

10

100

1000

10-9

10-3

10-4

10-5

10-6

10-7

10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

10

1

10-1

10-2

10-3

103

102

10

1

 

另一方面,在溅射工艺中,沉积速率一般比蒸发低2个数量级,而压力比蒸发高4个数量级,因此所沉积的薄膜含有较高的氧。正是这个原因溅射不像蒸发那样被认为是一种清洁的薄膜制备方法。然而过去的20年中,随着高沉淀速率磁控溅射技术的商业发展,在清洁真空系统下低压强工作的溅射技术取得大量的进展。在制备AI薄膜时,两种方法得到的薄膜纯度大致相当。最后,表1-1表面在10-3torr残余气体压力下沉淀薄膜,薄膜中渗入了大量的氧。在反应沉淀金属氧化物的工艺中,可以利用这个引入氧,促进和金属反应。

在制备纯的金属薄膜中,存在氧和氮杂质的明显影响是降低电导率、反射率以及其他的一些特性,如硬度等。

 

 

 

 

 



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