《第2章薄膜的物理气相沉积ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章薄膜的物理气相沉积ppt课件.ppt（61页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章第二章 薄膜的物理气相沉积（薄膜的物理气相沉积（） 蒸发法蒸发法引引 言言第一节第一节 物质的热蒸发物质的热蒸发第二节第二节 薄膜沉积的厚度均匀性和纯度薄膜沉积的厚度均匀性和纯度第三节第三节 真空蒸发装置真空蒸发装置引引 言言一一. .定义定义物理气相沉积物理气相沉积Physical Vapor Deposition（PVD）：利用某种物理的过程（如利用某种物理的过程（如热蒸发热蒸发和和溅射溅射），实现物质原子从源），实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程。物质到薄膜的可控转移的过程。二二. .特点特点（相对化学气相沉积而言相对化学气相沉积而言）： 1 1、需要使用固态的或者熔融态的
2、物质作为沉积过程的、需要使用固态的或者熔融态的物质作为沉积过程的 源物质；源物质； 2 2、源物质要经过物理过程进入气相；、源物质要经过物理过程进入气相； 3 3、需要相对较低的气体压力环境；、需要相对较低的气体压力环境； 4 4、在气相中及衬底表面并不发生化学反应。、在气相中及衬底表面并不发生化学反应。三三. .分类分类第一节第一节 物质的热蒸发物质的热蒸发 （Thermal Evaporation）一、元素的蒸发速率一、元素的蒸发速率二、元素的蒸气压二、元素的蒸气压三、化合物和合金的三、化合物和合金的蒸发蒸发一、物质的蒸发速度一、物质的蒸发速度1.1.元素的净蒸发速率元素的净蒸发速率 在一
3、定的温度下，每种液体或固体物质都具有特定的在一定的温度下，每种液体或固体物质都具有特定的平平衡蒸气压衡蒸气压。当环境中被蒸发物质的分压降低到了其平衡蒸气。当环境中被蒸发物质的分压降低到了其平衡蒸气压以下时，就会发生物质的净蒸发。由气体分子通量的表达压以下时，就会发生物质的净蒸发。由气体分子通量的表达式，单位表面上式，单位表面上净蒸发速率净蒸发速率应为：应为：()2AehNppMRT其中其中为一个系数，它介于为一个系数，它介于01之间；之间；Pe平衡蒸气压；平衡蒸气压； ph实际分压实际分压当当=1，并且，并且ph =0时，时，取得最大值。取得最大值。一一. .蒸发速率的表达式蒸发速率的表达式
4、由于物质的平衡蒸气压随着由于物质的平衡蒸气压随着温度温度的上升的上升增加很快，因而对物质蒸发速度影响最大的增加很快，因而对物质蒸发速度影响最大的因素是蒸发源的因素是蒸发源的温度温度。()2ehMppRT （2-2）2.2.元素的质量蒸发速率元素的质量蒸发速率二二. .影响蒸发速率的因素影响蒸发速率的因素二、元素的平衡蒸气压二、元素的平衡蒸气压 克劳修斯克劳修斯-克莱普朗方程克莱普朗方程指出，物质的平衡蒸气压指出，物质的平衡蒸气压pe随温随温 度度T的变化率可以定量地表达为：的变化率可以定量地表达为： 其中，其中，H蒸发过程中单位摩尔物质的蒸发过程中单位摩尔物质的热焓变化热焓变化， 随着温度不同
5、而不同，随着温度不同而不同， V相应过程中物质相应过程中物质体积的变化。体积的变化。VTHdTdpe一一. .平衡蒸气压的推导平衡蒸气压的推导 由于在蒸发时，由于在蒸发时， 故故2eRTHpdTdp()VVV气气固固液液()VVV VVV气气固固液液气气利用理想气体状态方程利用理想气体状态方程 ，1mol气体的体积为：气体的体积为： 代入代入克克-克方程，则有克方程，则有AnRTPNARTNnVVP 作为近似，可以利用物质在某一温度时的气化作为近似，可以利用物质在某一温度时的气化热热He代替代替H，从而得到物质蒸气压的两种近，从而得到物质蒸气压的两种近似表达方式：似表达方式：eeeHRTeeH
6、lnpI(25a)RTpB(25b) 其中，其中，I积分常数，积分常数， B相应的系数。相应的系数。说明：说明： 由于使用了近似条件由于使用了近似条件He=H ，即热焓变化，即热焓变化=汽化汽化热，故热，故蒸气压表达式只在某一温度区间才严格成立蒸气压表达式只在某一温度区间才严格成立。1. 要准确地描述要准确地描述Pe-T的关系，应该的关系，应该将将H写成写成H（T ）的函数形式）的函数形式。例如例如：液态下的：液态下的Al60.15993ln14.5999lg3.52 1303ePTTT贡献较小贡献较小变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站
7、的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分P-T关系关系： 两者之间基本上保持为线性关系两者之间基本上保持为线性关系ln1ePT与与 根据物质的蒸发特性，物质的蒸发模式可被划根据物质的蒸发特性，物质的蒸发模式可被划分为分为两种类型：两种类型： 1 1、将物质加热到其熔点以上（、将物质加热到其熔点以上（固固- -液液- -气气） 例如例如：多数金属：多数金属 2 2、利用由固态物质的升华，实现物质的气相沉积。、利用由固态物质的升华，实现物质的气相沉积。 （固固- -气气） 例如例如：Cr，Ti，Mo，Fe，Si等等二二. .元素的蒸发元素的蒸发C例外例外三、化合物和合金的热蒸发三、化合物和合金
8、的热蒸发 一一. .化合物的蒸发化合物的蒸发 1.1.化合物蒸发中存在的问题：化合物蒸发中存在的问题：蒸发出来的蒸气可能具有完全不同于其固态或液态的成分；蒸发出来的蒸气可能具有完全不同于其固态或液态的成分；（蒸气组分变化蒸气组分变化）在气相状态下，还可能发生化合物各组元间的化合与分解在气相状态下，还可能发生化合物各组元间的化合与分解过程。过程。后果是后果是沉积后的薄膜成分可能偏离化合物正确的化沉积后的薄膜成分可能偏离化合物正确的化学组成学组成。 2.2.化合物蒸发过程中可能发生的各种物理化学变化化合物蒸发过程中可能发生的各种物理化学变化 无分解蒸发、固态分解蒸发和气态分解蒸发无分解蒸发、固态分
9、解蒸发和气态分解蒸发 1.1.合金蒸发与化合物蒸发的区别与联系合金蒸发与化合物蒸发的区别与联系 联系联系：也会发生成分偏差。也会发生成分偏差。 区别区别：合金中原子间的结合力小于在化合物中合金中原子间的结合力小于在化合物中 不同原子间的结合力，因而不同原子间的结合力，因而合金中各元素原子的蒸合金中各元素原子的蒸 发过程实际上可以被看做是各自相互独立的过程发过程实际上可以被看做是各自相互独立的过程， 就像它们在纯元素蒸发时的情况一样。就像它们在纯元素蒸发时的情况一样。 二二. .合金的蒸发合金的蒸发 2.2.合金蒸发的热力学定律描述合金蒸发的热力学定律描述 1 1）理想溶液的）理想溶液的拉乌尔定
10、律拉乌尔定律 当当AB二元合金的两组元二元合金的两组元A-B原子间的作用能与原子间的作用能与A-A或或B-B原子间的作用能相等时，合金即是一种理想溶液。由原子间的作用能相等时，合金即是一种理想溶液。由理想溶液的理想溶液的拉乌尔定律拉乌尔定律，合金中组元，合金中组元B的平衡蒸气压的平衡蒸气压pB将小于纯组元将小于纯组元B的蒸气压的蒸气压pB(0)，并与它在合金中的摩尔，并与它在合金中的摩尔分数分数xB成正比，即成正比，即(0)BBBpx p对于对于A-B二元理想溶液来讲，二元理想溶液来讲，A、B两组元的气压之比为两组元的气压之比为AAABBBpx p (0)= px p (0)1887年法国物理
11、学家拉乌尔（年法国物理学家拉乌尔（Raoult）在溶液蒸气压）在溶液蒸气压实验中总结出著名的拉乌尔定律。拉乌尔定律指出：实验中总结出著名的拉乌尔定律。拉乌尔定律指出：如果溶质是不挥发性的，即它的蒸气压极小，与溶剂如果溶质是不挥发性的，即它的蒸气压极小，与溶剂相比可以忽略不计，则在一定的温度下，稀溶液的蒸相比可以忽略不计，则在一定的温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与其分子分数的乘积。气压等于纯溶剂的蒸气压与其分子分数的乘积。(0)BBBpp 当组元当组元B B与合金间的吸引作用较小时，它与合金间的吸引作用较小时，它将拥有较高的蒸气压；反之，其蒸气压将相对将拥有较高的蒸气压；反之，其蒸气压
12、将相对较低。用活度较低。用活度B代替式代替式2-72-7中的浓度中的浓度xB B，应有，应有BB Bx其中其中 2 2）热力学描述）热力学描述B为元素为元素B在合金中的活度系数在合金中的活度系数由物质蒸发的速度公式由物质蒸发的速度公式得到合金组元得到合金组元A，B的蒸发速率之比为的蒸发速率之比为(0)(0)AAAABBBBBAx pMx pM结论：结论：当需要制备的薄膜成分已知时，由上式就可以确当需要制备的薄膜成分已知时，由上式就可以确定所需使用的合金蒸发源的成分。定所需使用的合金蒸发源的成分。()2AehNppMRT例如：例如：已知在已知在1350K的温度下，的温度下，Al的蒸气压高于的蒸气
13、压高于Cu，因而为了获得因而为了获得Al2Cu成分的薄膜，需要使用的蒸发成分的薄膜，需要使用的蒸发源的大致成分应该是源的大致成分应该是Al13.6Cu 。 对于初始成分确定的蒸发源来说，确定的物对于初始成分确定的蒸发源来说，确定的物质蒸发速率之比将随着时间变化而发生变化。质蒸发速率之比将随着时间变化而发生变化。 解决办法：解决办法： 1 1、用较多的蒸发物质作为蒸发源；、用较多的蒸发物质作为蒸发源； 2 2、采用向蒸发容器中每次只加入少量被蒸、采用向蒸发容器中每次只加入少量被蒸发物质的方法，使不同的组元能够实现瞬间的同发物质的方法，使不同的组元能够实现瞬间的同步蒸发；步蒸发； 3 3、利用加热
14、至不同温度的双源或多源的方、利用加热至不同温度的双源或多源的方法，分别控制和调节每一组元的蒸发速率。法，分别控制和调节每一组元的蒸发速率。 3.3.组元蒸发速率随时间变化组元蒸发速率随时间变化第二节第二节 薄膜沉积的厚度均匀性和纯度薄膜沉积的厚度均匀性和纯度一、薄膜沉积的方向性和阴影效应一、薄膜沉积的方向性和阴影效应二、蒸发沉积薄膜的纯度二、蒸发沉积薄膜的纯度一、薄膜沉积的方向性和阴影效应一、薄膜沉积的方向性和阴影效应 在物质的蒸发过程中，蒸发原子的运动具有明显在物质的蒸发过程中，蒸发原子的运动具有明显的的方向性方向性。并且，由于被蒸发原子的运动具有方向性，并且，由于被蒸发原子的运动具有方向性
15、，因而沉积薄膜本身的均匀性以及其微观组织也将受到因而沉积薄膜本身的均匀性以及其微观组织也将受到影响。影响。1、点蒸发源、点蒸发源相对衬底距离较远，尺寸较相对衬底距离较远，尺寸较小的蒸发源都可以被认为是小的蒸发源都可以被认为是点蒸发源。点蒸发源。eeeMdA dtA t 假设被蒸发物质是由面积为假设被蒸发物质是由面积为Ae的小球上均的小球上均匀地发射出来，如图所示。这时，蒸发出来的匀地发射出来，如图所示。这时，蒸发出来的物质总量物质总量Me为为dtdAdMee其中，其中，蒸发物质的质量蒸发速度，蒸发物质的质量蒸发速度， dAe蒸发源的表面积元，蒸发源的表面积元， t时间。时间。 由于蒸发源为一点
16、源，因而衬底面积元由于蒸发源为一点源，因而衬底面积元dAs上沉上沉积的物质量取决于其对应的空间角大小，即衬底积的物质量取决于其对应的空间角大小，即衬底上沉积的原子质量密度为上沉积的原子质量密度为2cos4sesdMMdAr 其中，其中，衬底表面与空间角法线方向的偏离衬底表面与空间角法线方向的偏离 角度，角度， r蒸发源与衬底之间的距离。蒸发源与衬底之间的距离。 结论结论: :当当=0=0，r r较小时，沉积速率较大。较小时，沉积速率较大。点蒸发源空间角示意图点蒸发源空间角示意图dOOhMedAedAsdMsxxrx2ess2seses2sr4cosMdAdMr4cosdAMdM)41C(dMC
17、dMr /cosdAd2、面蒸发源、面蒸发源 在蒸发方法中经常使用的克努森源是在一在蒸发方法中经常使用的克努森源是在一个高温坩埚的上部开一个小口，它所形成的蒸个高温坩埚的上部开一个小口，它所形成的蒸发源相当于一个发源相当于一个面蒸发源面蒸发源。（dA面所构成的立体角）面所构成的立体角）OOhMedAedAsdMsxxrx2essrcoscosMdAdM对于面蒸发源对于面蒸发源面蒸发源空间角示意图面蒸发源空间角示意图特点：特点： 1 1、在蒸发源内物质的蒸气压近似等于其平、在蒸发源内物质的蒸气压近似等于其平衡蒸气压；衡蒸气压； 2 2、蒸发源外仍可保持真空室的高真空度。、蒸发源外仍可保持真空室的
18、高真空度。 3 3 、衬底上物质的沉积规律：面积元、衬底上物质的沉积规律：面积元dAs上上接受的沉积物质量为接受的沉积物质量为2coscossesdMMdAr质量沉积速度为质量沉积速度为: :2coscosrAve 其中，影响沉积速度的参数又增加了一个与蒸发其中，影响沉积速度的参数又增加了一个与蒸发源平面法线间的夹角源平面法线间的夹角。 说明说明：实际情况中，：实际情况中，coscos为为coscosn n，这是由于，这是由于被蒸发的物质往往是处于蒸发容器的内部，因而被蒸发的物质往往是处于蒸发容器的内部，因而造成被蒸发出来的物质流具有了造成被蒸发出来的物质流具有了更强的方向性更强的方向性。3、
19、薄膜沉积的厚度均匀性（、薄膜沉积的厚度均匀性（Thickness distribution） 1 1）均匀性讨论）均匀性讨论 薄膜沉积的厚度均匀性是一个经常需要考虑的薄膜沉积的厚度均匀性是一个经常需要考虑的问题。需要同时沉积的面积越大，则沉积的均匀性问题。需要同时沉积的面积越大，则沉积的均匀性越难得到保证。由薄膜沉积的速度公式，可计算出越难得到保证。由薄膜沉积的速度公式，可计算出对于点蒸发源和面蒸发源的沉积厚度随着衬底尺寸对于点蒸发源和面蒸发源的沉积厚度随着衬底尺寸大小的变化情况。大小的变化情况。结论结论：点蒸发源所对应的沉积均匀性稍好于面蒸发源的情况。：点蒸发源所对应的沉积均匀性稍好于面蒸发
20、源的情况。 方法一方法一 ：在同时需要蒸发沉积的样品数较多、在同时需要蒸发沉积的样品数较多、而每个样品的尺寸相对较小的时候，经常可以改而每个样品的尺寸相对较小的时候，经常可以改善实验装置来提高样品的均匀性，善实验装置来提高样品的均匀性，如转动衬底如转动衬底。 原理：原理：将面蒸发源和衬底表面放在一个圆周上，将面蒸发源和衬底表面放在一个圆周上，有有coscos=cos=cos=(1/2)r/r=(1/2)r/ro o, ,其中其中r ro o为相应圆周的为相应圆周的半径。这时，衬底上沉积的物质量半径。这时，衬底上沉积的物质量204sesdMMdAr使得薄膜的沉积厚度变得与角度使得薄膜的沉积厚度变
21、得与角度或或无关。无关。2 2）改善样品均匀性方法）改善样品均匀性方法方法二方法二 ：加大蒸发源到衬底表面的距离也可加大蒸发源到衬底表面的距离也可以改善薄膜的厚度均匀性。以改善薄膜的厚度均匀性。缺点：缺点：降低薄膜沉积速率，增加被蒸发物质降低薄膜沉积速率，增加被蒸发物质损耗。损耗。 定义定义：当蒸发源与衬底之间存在某种障碍物的时当蒸发源与衬底之间存在某种障碍物的时候，物质的沉积将会产生候，物质的沉积将会产生阴影效应阴影效应，即蒸发出来，即蒸发出来的物质将被障碍物阻挡而不能沉积在衬底上。的物质将被障碍物阻挡而不能沉积在衬底上。缺点：缺点： 阴影效应可能破坏薄膜沉积的均匀性；阴影效应可能破坏薄膜沉
22、积的均匀性；1. 薄膜的沉积将会受到蒸发源方向性的限制，造成薄膜的沉积将会受到蒸发源方向性的限制，造成有些部位没有物质沉积。有些部位没有物质沉积。4 4、阴影效应、阴影效应优点：优点：可以在蒸发沉积的时候，有目的地使用一些特定可以在蒸发沉积的时候，有目的地使用一些特定形状的形状的掩膜掩膜(Mask)，从而实现薄膜的选择性沉积。，从而实现薄膜的选择性沉积。Si表面Al差指电极ZnO薄膜表面Al差指电极二、蒸发沉积薄膜的纯度二、蒸发沉积薄膜的纯度 1 1、影响薄膜纯度的因素：影响薄膜纯度的因素： 1 1）蒸发源的纯度；）蒸发源的纯度； （使用高纯物质作为蒸发源使用高纯物质作为蒸发源） 2 2）加热
23、装置、坩埚可能造成的污染；）加热装置、坩埚可能造成的污染； （改善实验装置改善实验装置） 3 3）真空系统中的残留气体。）真空系统中的残留气体。 （改善真空条件改善真空条件 ） 在沉积过程中，残余气体的分子和蒸发物质的原在沉积过程中，残余气体的分子和蒸发物质的原子将分别射向衬底，并同时沉积在衬底上。蒸发子将分别射向衬底，并同时沉积在衬底上。蒸发物质原子的沉积速率为物质原子的沉积速率为AAN sGM2AAgpMcsNM RT 其量纲为原子数其量纲为原子数/cm/cm2 2s s。其中。其中为沉积物质的密度，为沉积物质的密度，s s为厚度沉积速度。为厚度沉积速度。 可求出气体杂质在沉积物中的浓度为
24、可求出气体杂质在沉积物中的浓度为例：例：残余气体对蒸发薄膜的污染残余气体对蒸发薄膜的污染其中其中MA和和Mg分别为蒸发物质和残余气体的相对原子分别为蒸发物质和残余气体的相对原子质量，质量，p是残余气体的压力。是残余气体的压力。2AgAMcNsRpMT由杂质浓度 可以看出：沉积沉积物中杂质的含量与残余气体的压强成正比，与沉积的速物中杂质的含量与残余气体的压强成正比，与沉积的速度成反比。度成反比。结论：结论： 同一沉积速率，真空度越高，杂质含量越低；同一沉积速率，真空度越高，杂质含量越低；1. 同一真空度，沉积速率越大，杂质含量越低。同一真空度，沉积速率越大，杂质含量越低。例如：例如：在溅射法制备
25、薄膜时，薄膜的沉积速度比蒸发法低在溅射法制备薄膜时，薄膜的沉积速度比蒸发法低一个数量级，而真空度要高一个数量级，而真空度要高5个数量级以上，故溅射法制个数量级以上，故溅射法制备的薄膜纯度较蒸发法制备的纯度要低。备的薄膜纯度较蒸发法制备的纯度要低。 3 、制备高纯的薄膜材料要求：、制备高纯的薄膜材料要求： 1）改善沉积的真空条件）改善沉积的真空条件 2）提高物质的蒸发以及薄膜的沉积速度）提高物质的蒸发以及薄膜的沉积速度第三节第三节 真空蒸发装置真空蒸发装置(Thermal Evaporation)一、电阻式蒸发装置一、电阻式蒸发装置二、电子束蒸发装置二、电子束蒸发装置三、电弧蒸发装置三、电弧蒸发
26、装置四、激光蒸发装置四、激光蒸发装置根据加热根据加热原理划分原理划分一、电阻式蒸发装置一、电阻式蒸发装置 （SourceSource） 一一.电阻式加热装置对电阻材料的要求电阻式加热装置对电阻材料的要求能够在高温下使用且在高温下具有较低的蒸气压能够在高温下使用且在高温下具有较低的蒸气压不与被蒸发物质发生化学反应不与被蒸发物质发生化学反应无放气现象和其他污染无放气现象和其他污染具有合适的电阻率具有合适的电阻率电阻式蒸发装置电阻式蒸发装置目前使用最广泛的加热装置二二. .常用的电阻材料及作用常用的电阻材料及作用作用：作用：做加热器做加热器或者或者支撑被加热物质支撑被加热物质三三. . 电阻式加热方
27、式电阻式加热方式电阻式蒸发装置电阻式蒸发装置电阻热蒸发镀膜设备电阻热蒸发镀膜设备三三. . 电阻式加热局限性电阻式加热局限性 坩埚、加热元件以及各种支撑部件可能造成污染；坩埚、加热元件以及各种支撑部件可能造成污染； 电阻加热的加热功率和加热温度受到限制电阻加热的加热功率和加热温度受到限制 不适用于高纯和难熔物质的蒸发不适用于高纯和难熔物质的蒸发二、电子束二、电子束 (Electron Beam)加热蒸发加热蒸发发射电子束发射电子束加速（数千伏）加速（数千伏）偏转（横向磁场）偏转（横向磁场）轰击坩埚轰击坩埚薄膜沉积薄膜沉积? 磁场偏转法的使用可以避免灯丝材料的磁场偏转法的使用可以避免灯丝材料的蒸
28、发对于沉积过程可能造成的污染。蒸发对于沉积过程可能造成的污染。优点：优点：1 1、能克服电阻加热方法可能受到坩埚，加热体以及、能克服电阻加热方法可能受到坩埚，加热体以及各种支撑部件的污染的缺点。各种支撑部件的污染的缺点。2 2、能克服电阻加热方法受到加热功率或温度的限制。、能克服电阻加热方法受到加热功率或温度的限制。3 3、在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚，这使、在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚，这使得人们可以同时或分别对多种不同的材料进行蒸发。得人们可以同时或分别对多种不同的材料进行蒸发。电阻蒸发与电子蒸发复合镀膜设备三、电弧蒸发装置三、电弧蒸发装置原理：原理： 将欲蒸发的材料制成放
29、电电极，在薄膜沉将欲蒸发的材料制成放电电极，在薄膜沉积时，依靠调节真空室内电极间距的方法来点积时，依靠调节真空室内电极间距的方法来点燃电弧，而瞬间的高温电弧将使电极端部产生燃电弧，而瞬间的高温电弧将使电极端部产生蒸发从而实现薄膜的沉积。蒸发从而实现薄膜的沉积。方法：方法： 1 1、直流加热法、直流加热法 2 2、交流加热法、交流加热法缺点：缺点： 在放电过程中容易产生微米量级大小的电在放电过程中容易产生微米量级大小的电极颗粒飞溅，从而会影响沉积薄膜的均匀性。极颗粒飞溅，从而会影响沉积薄膜的均匀性。应用：应用： 仿金装饰镀（仿金装饰镀（TiN）、硬质膜（）、硬质膜（TiN/TiC）四、激光蒸发四
30、、激光蒸发(Laser Evaporation)装置装置优点：优点： 1 1、加热温度高，可避免坩埚污染、加热温度高，可避免坩埚污染 2 2、材料的蒸发速率高，蒸发过程容易控制、材料的蒸发速率高，蒸发过程容易控制 3 3、粒子能量一般显著高于其他的蒸发方法、粒子能量一般显著高于其他的蒸发方法 4 4、适用于蒸发成分比较复杂的合金或化合、适用于蒸发成分比较复杂的合金或化合物材料（物材料（如如YBCO）要求：要求： 昂贵的准分子激光器，需要采用特殊的窗昂贵的准分子激光器，需要采用特殊的窗口材料将激光束引入真空室中，并要使用透凹口材料将激光束引入真空室中，并要使用透凹面镜等将激光束聚焦至被蒸发的材料
31、上。针对面镜等将激光束聚焦至被蒸发的材料上。针对不同波长的激光束，需要选用具有不同光谱透不同波长的激光束，需要选用具有不同光谱透过特性的窗口和透镜材料。过特性的窗口和透镜材料。典型应用：典型应用： 氧化物超导薄膜（氧化物超导薄膜（YBCO）、氧化物铁电）、氧化物铁电介电薄膜、铁氧体薄膜等。介电薄膜、铁氧体薄膜等。五、空心阴极蒸发装置五、空心阴极蒸发装置特点：特点： 空心阴极可以提供数安培至数百安培的高强度电子空心阴极可以提供数安培至数百安培的高强度电子流，从而提高薄膜的沉积速度；流，从而提高薄膜的沉积速度；1. 大电流蒸发出来的物质原子进一步发生部分的离化，大电流蒸发出来的物质原子进一步发生部
32、分的离化，从而生成大量的被蒸发物质的离子。从而生成大量的被蒸发物质的离子。缺点：缺点： 空心阴极在工作时要维持空心阴极在工作时要维持1-10-2Pa的气压条件；的气压条件；1. 空心阴极在产生高强度电子流的同时也容易产生阴极空心阴极在产生高强度电子流的同时也容易产生阴极的损耗和蒸发物质的飞溅的损耗和蒸发物质的飞溅小小 结结蒸发法特点：蒸发法特点：工艺简单、成本低廉，但是在沉积过程中工艺简单、成本低廉，但是在沉积过程中容易引入污染，而且蒸发法获得的粒子能容易引入污染，而且蒸发法获得的粒子能量较低，沉积层和衬底的附着力小，需要量较低，沉积层和衬底的附着力小，需要较高的真空度。较高的真空度。本章作业本章作业 试比较说明常见的几种蒸发镀膜方法各试比较说明常见的几种蒸发镀膜方法各自的原理及特点以及适用的材料自的原理及特点以及适用的材料蒸发法制备的CdS纳米带Faraday