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1、太原科技2 0 0 8年第9期T A I Y UA NS C I-T E C H真空蒸发镀膜法(简称真空蒸镀)是在真空室中,加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法。由于真空蒸发法或真空蒸镀法主要物理过程是通过加热蒸发材料而产生,所以又称热蒸发法。利用这种方法制造薄膜,已有几十年的历史,用途十分广泛 1。但在真空蒸发镀膜中,影响镀膜质量的因素有很多,而膜厚是主要因素之一。本文试图通过理论分析和实验研究的方法找到影响真空蒸发镀膜膜厚的因素及其影响规律。1真空蒸发镀膜膜厚的理论分布为了对膜厚进行理论计算,找
2、出其分布规律,我们对真空蒸发过程作了一些假设:第一,在蒸发原子或分子与残余气体分子之间不发生任何碰撞;第二,在蒸发源附近的蒸发原子或分子之间也不发生任何碰撞;第三蒸发到基片上的原子不发生再蒸发现象。上述假设实际上是说每个蒸发原子或分子,在入射到基片表面的过程中均不发生碰撞,而且到达基片后又全部凝结。当然,这与实际蒸发过程有所出入,但是对于1 0-3帕或更低的压强下的真空蒸发来说,这些假设是基本符合实际情况的 2。对于蒸发源,最理想的是一个极小的点状蒸发源(该蒸发源蒸发时向各个方向均匀发射蒸气分子),它的直径相对于蒸发源至基片表面的距离而言是很小的,可以忽略不计,而且在蒸发时各个方向上的物理性质
3、均相同。设有M克物质从点状蒸发源蒸发后凝结于半径为R的球壳表面上,若点源位于球的中心,则球内表面上的膜层应该是均匀的,因为各个方向上的物理性质均等。设蒸发前的物质体积为V,则V=M/,式中,为物质的密度,k g/m3。假设蒸发后物质完全凝结于球体内表面,设体积为V,则V =4 R2t,式中,t为球体内表面膜层厚度,n m。由于蒸发前后物质的体积应相等,所以有V=V,故膜层厚度t为t=M/4 R2。(1)从式(1)可以看出,厚度t与蒸发源至球壳内表面凝结点的距离的平方成反比,而与蒸发物的质量成正比。但是,如果从点蒸发源蒸发至平面镜上(见图1),膜层厚度的分布就不按式(1)计算。此时膜层的厚度分布
4、是不均匀的,因为平面镜上的各点至蒸发源的距离不同,所以蒸气的入射角也不相同。由于点源各向的物理性质相等,则每一单位立体角(d)内蒸发的物质(d m)应该是相等的(见图2)。设有M克的物质从点源完全蒸发凝结于一平面镜A O B上,则d m=(M/4)d。因为整个圆球对球心所包的立体角为4,故除以4。任一球表面与所包立体角的关系为:d s1=d r2,影响真空蒸发镀膜膜厚的因素分析文章编号:1 0 0 6-4 8 7 7(2 0 0 8)0 9-0 0 7 8-0 2高雁(忻州师范学院物理系,山西忻州0 3 4 0 0 0)摘要:介绍了真空蒸发镀膜的基本原理,对蒸发镀膜过程中影响镀膜厚度的因素进行
5、了理论计算和实验分析,从而找出对镀膜厚度的影响规律。关键词:真空蒸发镀膜;薄膜厚度;镀料质量中图分类号:O4 3 5文献标志码:A收稿日期:2 0 0 8-0 6-1 9;修回日期:2 0 0 8-0 7-1 8作者简介:高雁(1 9 7 6-),女,山西保德人。1 9 9 9年7月毕业于首都师范大学,硕士,讲师。t0图1点源蒸发到平面基片上的膜厚分布d d s2d s1ABOh0图2点源对平面基片蒸发的示意图应用 技 术7 8太原科技2 0 0 8年第9期T A I Y UA NS C I-T E C H应 用 技术式中,r为球半径,即为凝结点至蒸发源的距离,现以h代之,有d =d s1/h
6、2。从图2可知,d s1=c o s d s2,则d m=(M/4)(d s1/h2)=(M/4)(c o s d s2/h2)。在d s2处的厚度应是该处的膜层体积除以面积d s2,所以有t=d m/d s2,t=M c o s /4 h2。(2)设点源至平面的垂直距离为h0,垂线与平面的交点为O点,且O点的薄膜厚度为t0。则任意点处的薄膜厚度与O点薄膜厚度之比为tt0=c o s /h21/h02c o s3。(3)从上式可看出,在蒸发物质量一定、蒸发源与平面的距离一定的条件下,任一点处薄膜的厚度只与角度有关 3。2实验研究实验中所用蒸发源材料为钨丝;所用基片为表面平整的医用载玻片,镀膜前
7、用无水乙醇洗净;选用的镀膜材料为纯铝箔,并将铝箔裁成长约1 c m,宽约1 m m的细铝丝,实验时将裁好的铝丝挂在钨丝蒸发源上。2.1研究镀料的质量对镀膜厚度的影响镀膜前将基片中心到蒸发源的距离调整到4.8c m,改变铝箔的质量,分别镀得在不同质量条件下的薄膜,然后用读数显微镜测得薄膜的厚度 4。2.2研究基片到蒸发源的距离对镀膜厚度的影响选择质量为6 5.0 m g的铝条,改变基片中心到蒸发源的距离,分别镀得不同距离条件下蒸发所得到的薄膜,同样用读数显微镜测得薄膜的厚度。2.3实验结果及讨论依据上述实验数据,分别绘出反映不同实验条件下对真空蒸发镀膜膜厚的影响因素规律的实验曲线。1)镀料质量对
8、镀膜厚度的影响。实验测得在不同镀料质量条件下蒸镀所得到的薄膜厚度,见表1:根据以上实验数据所绘得的在镀料种类和蒸发源与基片距离保持不变的前提下(见图3),镀料质量对膜层厚度的影响曲线。镀料质量与镀膜厚度基本成线性关系,即随着镀料质量的增加,镀膜厚度呈线性增长。2)基片与蒸发源的距离对镀膜厚度的影响。为了排除基片表面相对于蒸发源角度因素的影响,在实验过程中仅改变基片中心到蒸发源的距离,而保持基片表面相对于蒸发源的角度大致相同。实验测得基片与蒸发源的距离不同时的膜层厚度,见表2。根据以上实验数据所绘得的在镀料质量不变的前提下(见图4)。图4反映出相同种类的蒸镀材料在保持质量不变的前提下,随基片中心
9、到蒸发源距离的减少,蒸发 镀 膜 所 得 薄 膜 厚 度 逐 渐 增 加。利 用M i c r o s o f tE x c e l对膜层厚度与基片中心到蒸发源距离的关系曲线进行拟合,可以得到曲线方程y=a x-b,y为膜层厚度,x为基片中心到蒸发源的距离,参数a=1 0 3 5 5 1,b=1.9 9 4 5(参数b的数值近似为2),可知膜层厚度近似与基片中心到蒸发源表1蒸发源距基片4.8 c m时的镀料质量及膜层厚度1234编号镀料质量/m g5 8.56 5.07 8.08 4.5薄膜厚度/n m3 5 3 5.84 5 1 8.05 7 3 7.06 1 4 8.35678编号9 1.
10、01 0 4.01 1 7.01 3 0.0镀料质量/m g6 7 1 5.08 0 7 3.49 5 8 5.91 1 9 8 3.0薄膜厚度/n m图3膜层厚度随镀料质量的变化曲线1 4 0 0 08 0 0 01 0 0 0 01 2 0 0 02 0 0 04 0 0 06 0 0 005 8.51 1 7.09 1.07 8.0镀料质量/m g膜层/n m表2镀料质量为6 5 mg时基片中心到蒸发源的距离及膜层厚度12345编号距离d/c m2.83.33.84.34.8膜层厚度/n m1 3 3 5 7.59 5 8 6.37 1 6 9.85 7 1 6.24 5 1 8.01
11、4 0 0 08 0 0 01 0 0 0 01 2 0 0 02 0 0 04 0 0 06 0 0 002.04.54.03.53.02.55.0基片中心到蒸发源的距离/c m膜层厚度/n m图4膜层厚度随蒸发源与基片的距离的变化曲线(下转第8 2页)7 9太原科技2 0 0 8年第9期T A I Y UA NS C I-T E C H距离的平方成反比。3结论通过实验,对真空蒸发镀膜过程中的两个主要实验条件(镀料质量、基片中心到蒸发源的距离)对薄膜厚度的影响规律进行了分析和讨论,并应用M i c r o s o f t E x c e l对实验曲线进行了拟合,同时结合理论计算,最终得出结论
12、:一是在镀料种类及基片中心距蒸发源的距离保持不变的条件下,镀膜厚度随镀料质量的增加作线性增长;二是在保持镀料质量和镀料种类不变的条件下,真空蒸发镀膜所得的薄膜厚度近似与基片中心到蒸发源的距离的平方成反比。参考文献:1 陈光华,邓金祥.纳米薄膜技术与应用 M.北京:化学工业出版社,2 0 0 4.2 江锰,王湛,李政雄.膜材料及其制备 M.北京:化学工业出版社,2 0 0 3.3 王力衡.薄膜技术 M.北京:清华大学出版社,1 9 9 9.4 周佩瑶,徐玉兰,吴亚非.用干涉显微镜测量薄膜厚度的分析 J .首都师范大学学报:自然科学版,1 9 9 9,2 0(6):2.(实习编辑刘旭东)I n f
13、 l u e n c i n g F a c t o r o n t h e T h i c k n e s s o f V a c u u mE v a p o r a t i n g C o a t i n g F i l msG A O Y a n(X i n z h o uN o r ma l C o l l e g e,X i n z h o u0 3 4 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:I nt h i sp a p e r,t h eb a s i c a l l yp r i n c i p l eo fv a c u u m e v a p o
14、 r a t i n gc o a t i n gf i l m sw a sp r e s e n t e d.Wea n a l y z e dt h et h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o na n de x p e r i m e n t a l m e t h o d s,a n dh o w t h e s et w of a c t o r sa f f e c t e dt h et h i c k n e s so fv a p o u rc o a t i n gf i l m s,a n da t t h ef i n a l
15、,s o m ec o n c l u s i o n sw e r eg i v e n.K e yw o r d s:v a c u u m e v a p o r a t i n gc o a t i n gf i l m s;t h i c k n e s so ff i l m;t h em a s so fc o a t i n gm a t e r i a l(上接第7 9页)容应放入帧结构“m b z j g”中,而表单“b o d y”作为帧结构“b o d y”的内容应放入帧结构“b o d y”中。4)在服务器文档中指定“主页U R L”项为打开该数据库的帧结构集“z h
16、 u y e”。5)域:导航条表单中的“C o u n t”域;b o d y表单中的“y j y j m”“y j m m”。“C o u n t”域用来记录、显示该网站被用户访问的次数;“y j y j m”“y j m m”域用来让用户输入邮件的用户名和密码,通过验证来打开自己的邮箱,更改密码表单中域f u l l n a m e,o l d p a s s w o r d,n e w p a s s w o r d,c e r t p a s s w o r d。6)在表单中使用h t m l语言来调用其他n o t e s数据库视图的例子(调用电子公告栏数据库d z g g l.n
17、s f的数据):H e r ei s aF l o a t i n gF r a m e。另外,为了界面的美观、整齐,功能更强 大,在 表 单 等 元 素 中 同 时 使 用 了H T M L和J a v a S c r i p t语言。总之,D o m i n o允许使用M i c r o s o f t I I S(I n t e r n e tI n f o r m a t i o nS e r v e r)来处理浏览器客户机对D o m i n o数据库的H T T P请求,I I S接受所有的U R L请求,并把包含文件扩展名.n s f的请求传递给D o m i n o,I I S
18、可以处理任何其他的请求,如A S P(A c t i v e S e r v e rP a g e)。但这必须通过设置D o m i n o f o r M i c r o s o f t I I S来实现该功能。D o m i n o可以通过其他组件We b-s p h e r e或D E C S来与企业其他大型、关系型数据库连接,具有良好的集成性。D o m i n o We b应用设计中使用C S S技术来实现文字、表格、滤镜的效果,使We b界面更加美观。(责任编辑赵娟)H o wt o B u i l d a n E n t e r p r i s e We b s i t e U
19、s i n g L o t u s D o mi n oX I O N G Y a n-q i n g(I n f o r ma t i o nC e n t e ro fC h i n aR a i l w a y1 7 t hB u r e a uG r o u p,T a i y u a n0 3 0 0 0 6,C h i n a)A b s t r a c t:L o t u sD o m i n o/N o t e si sb a s e do nI n t e r n e t/I n t r a n e t t e c h n o l o g ya st h ef r a m e
20、 w o r ko fg r o u p w a r es y s t e m.I ti sa l s oo n eo ft h em a i nt o o l si nb u i l d i n gt h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nn e t w o r k.I nt h i sp a p e rw ei n t r o d u c e dt h ec o n f i g u r a t i o ns t e p so fb u i l d i n gw e b s i t e,t h es e c u r i t ys e t t i
21、 n g so fw e b s i t ea n dt h em a i np r o g r a m so fw e b s i t ed e s i g nb yu s i n gL o t u sD o m i n o/N o t e s.A l-s ow eb r i e f l yt a l k e da b o u ts o m er e l a t i v et e c h n o l o g i e so fb u i l d i n gt h eE-m a i la n do f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m b a s e d
22、o nL o t u sD o m i n o/N o t e s,a n du s i n gt h es o u r c e sf r o m t h ew e bt of u l f i l lt h ed a t a b a s eo ft h ed e p a r t m e n ti no r d e rt os h a r et h es o u r c e sa n db u i l dm u t u a l i n t e r a c t i o nw i t he x t e r n a l i n f o r m a t i o nr e s o u r c e s.K e yw o r d s:L o t u sD o m i n o;We b;I n t r a n e t H t t p;b r o w s e r应用 技 术8 2