真空蒸发镀膜的物理过程

真空镀膜 张以忱 东北大学

  将膜材置于真空室内的蒸发源中,在高真空条件下,通过蒸发源加热使其蒸发,膜材蒸气的原子和分子从蒸发源表面逸出后,且当蒸气分子的平均自由程大于真空室 的线性尺寸以后,很少受到其他分子或原子的冲击与阴碍,可直接到过被镀的基片表面上,由于基片温度较低,便凝结其上而成膜。其原理如图1 所示。

真空蒸发镀膜原理图

  1.基片加热器;2.真空室;3.基片架;4.基片;5.膜材;6.蒸发舟;7.蒸发热源;8.排气口;9.密封圈;10.挡板;11.膜材蒸汽流

  图1 真空蒸发镀膜原理图

  为了提高蒸发分子与基片的附着力,对基片的附着力,对基片进行适当的加热或郭清洗使其活化是必要的。

  真空蒸发镀膜从物料蒸发输运到沉积成膜,经历的物理过程为:

  1)采用各种能源方式转换成热能,加热膜材使之蒸发或升华,成为具有一定能量的气态粒子;

  2)离子膜材表面,具有相当运动速度的气态粒子以基本上无碰撞的直线飞行输运到基片表面;

  3)到达基片表面的气态粒子凝聚形核后生长成固相薄膜;

  4)组成薄膜的原子重组排列或产生化学键合。

  为使蒸发镀膜顺利进行,应具备两个条件:蒸发过程中的真空条件和镀膜过程中的蒸发条件。