在干法工艺中,有多种方法可以形成金属镀膜。这种膜通常称之为“薄膜”。虽然没有明确定义,不过这类膜的厚度一般都在1μm以下,甚至还可制造出纳米级的薄膜。
想要生成薄膜,首先要让成膜材料气化成蒸汽。这被称为“汽化源”(也称为源或蒸发源),汽化的方法包括电阻加热、电子束、溅镀等。
在干法工艺领域,要在其上形成薄膜的原料称为“基材”。
下面为大家简要介绍生成薄膜的方法。
(1)蒸镀
让各种材料蒸发成蒸汽的最简单的方法,是加热熔化、蒸发,这种方法自古沿用至今。在真空容器中安装好汽化源和基材,操作真空泵抽真空,当达到预定压力时,打开汽化源开关对材料进行加热。
从汽化源中产生大量的材料蒸汽,并向四面八方扩散。与冷基材碰撞的蒸汽立即被冷却,从液体变为固体,并形成薄膜。
(2)离子镀
这一工艺是将蒸发出的蒸汽电离并加速,从而生成更坚固的薄膜或具有新功能的薄膜。从其原理来说,是在蒸发源和基材上施加高压电源,利用与电镀相同的原理,增强薄膜与基材之间的附着力。
(3)溅镀
将真空容器抽真空后,注入少量的氩气等气体,并在两个电极之间施加高压以引发放电。这种放电会让氩气电离,产生的离子撞击蒸发源材料(靶材),使靶材的材料飞出(溅射)并与基材碰撞形成薄膜。
(4)气相沉积法
不同于前3种工艺,此工艺不耗电。将真空容器抽真空,并让基材保持高温。将诸如金属卤化物化合物或金属有机化合物等要制成薄膜的材料的气态化合物注入其中。基体表面发生热分解、氢还原、置换反应等气相化学反应,从而生成氮化物、氧化物、硅化物、硼化物等薄膜。此类膜具有极强的附着力。