薄膜的制作方法与膜厚的测试

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1、招专业人才上一览英才薄膜的制作方法与膜厚的测试物理学和电子学采用较多的制作方法是：1）真空蒸镀法2）溅射法3）气相外延法。膜厚，即测量的膜厚值，对研究薄膜的物理性质很重要。厚度一般在10-7~10-5cm之间。真空蒸镀法真空的必要性：1）防止高温下空气分子和蒸发源发生反应，生成化合物而使蒸发源劣化；2）防止蒸发物质分子与空气分子发生碰撞而阻碍其到达基片表面，和在途中生成化合物或由于蒸发分子间的碰撞而在到达基片前就凝聚等；3）防止在基片上形成薄膜的过程中，空气分子作为杂质混入膜内或在膜内形成化合物。如何计算蒸镀时需要的真空度？气体分子的运动：气体分

2、子的平均速度：v=（8kT/πm）1/2，由此得出：气体分子的质量数越大，其分子的平均速度越小。分子流强度用J表示，则单位时间内通过单位面积上的分子数可表示为：J=（kT/2πm）1/2=1/4(nV)n为单位面积上的分子数，v为分子的平均速度。准备：一般的固体物质，其单位面积（1cm2）上的分子数大约为1014。1Pa=1N/m2；1atm，即一个标准大气压=760mm的Hg柱产生的压强=101325Pa；1Bar=750mm水银柱产生的压强；Torr=1mm的Hg柱产生的压强；真空可大致分为四个：低真空（100-0.1Pa），中真空（0.1-

3、10-4Pa），高真空（10-5-10-7Pa），超高真空（＜10-7Pa）。其对应的气体密度以4-5个次幂下降，但其对应的气体分子平均自由程却以4-5次幂上升。蒸发分子的碰撞几率和平均自由程：一个分子在剩余气体分子中运动时会和气体分子碰撞，经过足够长的时间后，对大量分子求平均，可得到单位时间为的平均碰撞次数Z。一个分子不发生碰撞能够前进的距离的平均值λ为平均自由程（meanfreepath）。由公式推算出，λ其实就是分子数减少到初始值1/e时前进的距离。λ和分子大小的关系：λ=1/[nr’π(r+r’)]2其中，nr’为剩余气体的浓度，r’为剩

4、余气体的半径，r为蒸发气体的半径。另外nr’还可用压强来表示，又因为分子半径一般为1.5Λ左右，则常温下的平均自由程约为λ≈10-2/Pt（λ的单位为cm，Pt为以Torr为单位的压强）。由此，若要λ在101~102cm之间，则要Pt在10-5~10-4Torr。用蒸镀法在基片生淀积薄膜的速率大致上等于每秒在淀积一个原子层厚度的蒸发源。当剩余气体的压强在10-6Torr时，剩余气体的分子几乎和蒸发源物质的原子以相同的数量到达基片，但这些分子不一定进入形成的膜内，但10-5Torr就成为衡量剩余气体影响的一个指标。蒸发装置（真空室）的大小一般在λ范

5、围之内。蒸发物质的形态：用质量分析仪和质谱分析法来来研究物质在蒸发时以怎样的形态逸出。其蒸发时分子的形态关系到薄膜的形成过程和膜的机构。得出：碱金属、贵金属和过渡性金属元素几乎都是以单原子形态逸出。在蒸发半导体和金属时，虽然也是以单原子逸出，可是，它们多以2个或2个以上的院子集合体逸出，这一现象与物质的亲和力有关。例如，在蒸发Sb时，Sb4最多，同时还混有Sb2和少量的Sb单体。蒸发As时，多为AS4和As2；蒸发P时，多为P4和P2；蒸发Bi和Te，含有较多的Bi2和Te2；蒸发C、Ge、Se和Si时还观察到集合体的光谱；蒸发合金和化合物时情况

6、更复杂。低温下蒸发GaAs时，Ga不蒸发，而As2蒸发；蒸发CdS时，由于材料完全分解，可以观察到Cd和S、S2、S3和S4等；蒸发CdTe时，分解为Cd和Te2；蒸发氧化物时，经常可以看到分解后的O2。一览英才网是基于行业垂直细分和区域横向细分的网络招聘网站平台，国内各行业各地区首选求职招聘网站平台！联系人：施结琴电话：0755-86153960邮件：shijq@epjob88.com网站：光伏英才网http://gf.epjob88.com招专业人才上一览英才蒸发室：蒸发室内有蒸发源、基片和蒸发空间。另外，作为附属件还有挡板（控制蒸发分子流，

7、膜厚计（控制膜厚并用来监控薄膜的生长速率），（超）高真空计（用以测量排气中的真空变化和蒸发时剩余气体的压强），基片温度调节器（控制薄膜的形态和结晶性）。排气系统中还附有冷阱和折流板（防止油蒸汽倒流）。蒸发源加热主要有2种：电阻加热法、电子束加热法。电阻加热法要求：蒸发源材料要选择熔点高，即使在高温下也不熔化的低蒸汽压物质。可用W、Ta或Mo做成网状或直板形状，把蒸发源物质放在其上进行加热。蒸发材料的蒸汽压要比蒸发物质的蒸汽压高得多，而且更不希望其与蒸发源形成合金，降低蒸发源的熔点。如，Fe，Al，Ge和Ni是容易生成合金的代表性材料。Au不易生成

8、合金，只是容易和Ta生成合金。此外，也可选择间接加热法，即将蒸发源物质放入一个带有小孔的耐热性容器内，从外面对容器加热使其蒸发。若容器的