无机薄膜的制备技术.pdf

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1、硅酸盐通报"##$年第"期专题论文无机薄膜的制备技术李晨松徐廷献（天津大学材料学院，天津300072）摘要综述了各种无机薄膜的基本制备方法，并对目前国内外的一些新的薄膜制备方法和应用的最新进展进行了概述，分别介绍了物理方法、化学方法及溶胶-凝胶法（Sol-gel）的基本特点及成膜特性，同时对今后薄膜制备领域的前景进行了展望。关键词薄膜制备PVDCVDSol-gel随着薄膜科学技术与薄膜物理学的发展，薄物理方法提供部分或全部的气相反应物，经过传膜在微电子、光学、窗器、表面改性等方面的应用输过程在基体上沉积成膜的制备方法。其基本过日益广泛；而薄膜产业的日趋壮大又刺激了薄膜程有气相物质的

2、提供、传输及其在基体上的沉积，技术和薄膜材料的蓬勃发展。面对新技术革命提按照气相物质产生的方式可大致分为：蒸发镀（真出的挑战，无机薄膜材料的制备方法也日新月异，空蒸发和电子束蒸发）、溅射镀（真流溅射、射频溅与以往的制膜方法相比有了新的特点，方法也向射与离子束溅射）与离子镀。物理气相沉积的基着多元化的方向发展。目前的薄膜制备方法主要本方法以及特点如表l所示［l~3］。有物理和化学方法2大类。近年来，人们以电阻加热，离子束，电子束及激光束等新兴能源为蒸发源，又将磁场引入电场l物理气相沉积方法（PVD法）作用为主的溅射技术，形成了各种高速、低温、高物理气相沉积（PVD）是指通过蒸发或溅射

3、等活性、低损伤的磁控溅射技术。如引入磁场的同表!物理气相沉积基本方法沉积粒气相物沉积原理膜层附膜层应用方法定义子的能质源及膜层密度膜层气孔及特点着性应力范围量/eV产生工件不带电，在相当的主要用于真空度下，通过电子、电镀纯金属指镀料真空蒸子束、感应或激光加热一定真空低温密度膜，光学工发产生的气相低温条件真空蒸镀的方式，使镀料蒸发到0.l~l度下，热蒸较低，表面一般拉应力业中也广原子或分子沉下多工件表面，沉积粒子的发镀料平滑泛用于镀积成膜的技术能量和蒸发时的温度相化合物薄对应膜工件为阳极，靶材为阴多用于镀指离子轰击靶极，通过氩离子对靶材辉光放电气孔少，温合金膜，镀材所溅射的靶的轰击，

4、使气相粒子沉产生的离溅射镀膜l~l0密度大柔入的溅较好压应力一些化合材原子沉积成积在工件表面，沉积原子轰击靶射气体少物和多组膜的技术子的能量由被溅射原子材分膜的能量分布决定工件为阴极，蒸发源为阳极，进入辉光放电空指镀料原子沉间的靶材原子离化后，惰性或反Ti3N4膜等，积与带能离子在工件表面沉积成膜，无气孔，但据具体工应器离子适用大批离子镀轰击同时进行沉积过程中离子对工件0.l~l高密度膜层缺陷好艺条件轰击靶材，量、品种单的物理气相沉表面、膜层和界面以及较多而定引起溅射一的制品积技术对膜层本身都发生轰击作用，离子能量决定于阴极上所加的电压国家自然科学基金资助项目（59995526）.

5、作者简介：李晨松（l977~），男，硕士生.主要从事功能陶瓷材料的研究.2l硅酸盐通报!""#年第!期专题论文时又引入了活性气体，产生了活性反应磁控技术理方法来改善化学反应的性能。如利用光子对（RMS）［4］，采用等离子体辅助分子束外延生长成CVD过程进行活化，通过强紫外线光源等激活反膜，形成了等离子体分子束延生长（PA-MBE）［5］。应物，产生了光子辅助CVD（photo-CVD）［11，12］；采此外，人们还研制了脉冲激光沉积［6］、磁控溅射脉用等离子体激发气体，使气相反应物的粒子变为冲激光沉积（MSPLD）［7］、离子化磁控溅射［8（］Ion-等离子态，从而具有很高的活性，

6、以达到降低反应izedmagnetronsputtering）、真空等离子体喷涂（Vac-温度的目的，由此便产生了等离子体辅助化学气［9］等制膜的高新技术。相沉积法—PCVD［13（］PIasmaCVD）；有人采用电子uumpIasmasprayprocesses）回旋共振过程增强CVD，产生了ECR-CVD［14］，从而进一步开发出了ECR-PECVD［15］装置；还有采用2化学气相沉积（CVD法）激光照射，使反应气体分子吸收光子能量，并分解化学气相沉积是一种化学的气相生长法，它为激发态的原子或基团，以达到提高反应活性的是指把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物、目的，称之为LCV

7、D（LaserenhancedCVD）［16］。单质气体供给基片，借助气相的作用或在基片上目前，低压CVD（LPCVD）技术已经广泛应用发生的化学反应生成所需要的膜，它具有设备简于半导体工业，还有利用有机金属化合物的热分单、绕射性好、膜组成控制性好等特点，比较适合解进行气相外延生长来制备半导体薄膜，称为于制备陶瓷薄膜。这类方法的实质为利用各种反［17］。在各MOCVD（MetaI-OrganicCVD）即OMVPE应，选择适当的温度、气相组成、浓度及压强等参种技术都已