真空蒸发镀膜.ppt

2）点蒸发源的蒸发特性与膜厚分布图1点蒸发源的发射示意图①点源的定义：一个能够向各个方向等量发射膜材的微小球状蒸发源称为点蒸发源（简称点源）。点源的发射模式：中心球面图1点蒸发源的发射示意图01点源的蒸发特性：点源dA1以每秒m克的蒸发速02率均等的向各个方向蒸发，则单位时间内在任03何方向上通过立体角dω的蒸发材料质量为：04kg/s05m—点源的总蒸发速率kg/s；06dω—dA平面的立体角（弧度）07假定膜材密度为ρ，则单位时间内沉积在dA2平面08上的膜材平均厚度为：1点源对平面基片蒸发的膜厚分布点P（x，y，h）处的膜厚2垂足处膜最厚：3各点的相对膜厚：各点的相对膜厚：平均膜厚：膜材利用率：膜厚最大绝对偏差：相对偏差：1—膜厚分布均方差：常用计算——以点源正对固定圆基片的蒸发为例典型计算01点源正对固定圆基片的蒸发；点源斜对固定圆基片的蒸发；02点源斜对旋转圆基片的蒸发；点源斜对固定矩形基片的蒸发；033）小平面蒸发源的蒸发特性与膜厚分布①小平面源的定义：只能向半空间一侧发射膜材的微小平面状蒸发源称为小平面蒸发源（简称小平面源）。小平面源的发射模式：上切球面；遵守余弦定律图1小平面蒸发源的发射示意图图1小平面蒸发源的发射示意图小平面源的蒸发特性：01小平面蒸发源dA1以每秒m克的蒸发速率从小平面源的一面蒸发膜材时，在单位时间内通过与该小平面源的法线成Ф角度方向的立体角为dω的膜材质量为dm，由余弦定律可知有：02如接受膜材的小平面dA2与蒸发方向成θ角度，则到达dA2上的膜材质量dm2为03假定膜材密度为ρ，则单位时间内沉积在dA2平面上的膜材平均厚度为：0401小平面源对平行平面基片蒸发的膜厚分布θ=φ03垂足处膜最厚：02点P（x，y，h）处的膜厚01各点的相对膜厚：02图示：小平面源分布曲线比点源分布曲线更不均匀些。03常用计算——以小平面源正对固定圆基片的蒸发为例04膜厚最大绝对偏差；相对偏差（比点源大）；平均膜厚；膜材利用率（比点源高）；膜厚分布均方差（比点源大）；使用公式与点源公式相同。典型计算01小平面源正对固定平行圆基片的蒸发；小平面源斜对固定非平行圆基片的蒸发；02小平面源斜对旋转平行圆基片的蒸发；小平面源斜对旋转非平行圆基片的蒸发；03第三章真空蒸发镀膜定义：真空蒸发镀膜，是将膜材加热汽化，实现镀膜的一种方法，是真空镀膜技术中发明最早、应用最广的。历史：电阻加热式蒸发镀膜已有百年历史教学重点：镀膜原理、条件；蒸发源；源的蒸发特性和膜厚分布计算；典型镀膜机。真空蒸发镀膜原理01PrincipleofVacuumEvaporativeCoating02原理、结构与特点

principle,structure,characteristics真空蒸发镀膜原理图真空室Coatingchamber蒸发源EvaporationSources加热器heater蒸发舟boat(filament)膜材filmmaterials挡板shutter(shelter)膜材蒸汽基片substrate基片架substrateholder(substratecarrier)基片加热器heater膜厚测量系统特点：设备简单，操作容易；沉积速率大，成膜快；薄膜生长机理简单，膜的纯度高。2)蒸发镀膜的三个基本过程及条件

3basicprocesses蒸发过程：由凝聚相变为汽相、进入蒸发空间的相变过程evaporationprocess输运过程：由膜材表面飞行到基片表面transferprocess沉积过程：由汽相变为凝聚相depositionprocess3）蒸发镀膜的真空条件

Vacuumcondition在真空条件下镀膜的目的、优点：真空条件下易于蒸发（需要熔化的金属，熔、沸点降低；(meltingpointboilingpoint)需要汽化的金属，易于脱离表面形成蒸汽）；真空条件下易于空间输运（膜材粒子散失少particlescattering）；真空条件下易于膜的生长（残余气体影响小residualgas