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简答题简述热蒸镀(真空蒸发)膜与离子溅射膜的区别和优缺点。
  • 粒子具有的动能不同:蒸镀膜所沉积的粒子有较低的动能,而溅射出来的粒子有很高的动能,比蒸发高1~2个数量级。
    粒子飞向基体表面的分布规律不同:对于小面积蒸发源,气相原子飞向基体表面时按余弦定律分布。对于阴极溅射,靶是多晶材料且入射氩离子较大时符合余弦分布规律,但对单晶靶材,则产生择优溅射效应,不同晶面的溅射强度不同。
    粒子电性不同:蒸发出来的气相原子几乎都是不带电的中性粒子,但溅射出来的粒子,除中性原子或原子团外,还可能有正离子、负离子、二次电子和光子等多种粒子。
    真空度不同:蒸发镀时,真空度较高,气体分子平均自由程大于蒸发源到基体间的距离,气相原子在飞向基体的过程中,气相原子间或与残余气体分子间碰撞机会很少,它们基本上保持原有的能量,能量分布及直线飞行轨迹。阴极溅射时真空度较低,气体分子平均自由程小于靶材和基体之间的距离,溅射原子飞行过程中,相互间碰撞,原子及其他残余气体分子相互碰撞,改变了溅射原子方向,到达基体表面的粒子可来自基体正前方整个半球面空间的所有方向,因此较容易制备厚度均匀的薄膜。
    粘合力不同:蒸发镀所形成的膜容易从基体剥落,而阴极溅射所形成的膜由于形成了过渡层,能很好的跟基体结合,不易剥落。
    优缺点:
    蒸镀膜:薄膜成分与蒸发合金组分有偏离,薄膜含杂质少,基体和薄膜温度变化不大。
    溅射膜:薄膜成分与靶材一致,含较多杂质,基体和薄膜温度变化很大。
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