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1、2021/10/61薄膜材料的生長方法——PVD沉積法PhysicalVaporDeposition2021/10/621、從正裝LED結(jié)構(gòu)了解PVD2、PVD簡介3、PVD原理及方法4、PVD—離子鍍膜法目錄AuSiO2ITOP-GaNMQWN-GaNAl3O2DBRAu2021/10/63金屬電極：引入電流。生長方式：電子束蒸鍍藍(lán)寶石襯底：作為外延基底生長方式：垂直提拉法DBR反射鏡：增加正面出光率生長方式：電子束蒸鍍從正裝LED結(jié)構(gòu)了解PVDITO透明電極：擴(kuò)散電流生長方式：磁控濺射法PN層&量子阱：發(fā)光層生長方式：MOCVDSiO2：保護(hù)膜
2、生長方式：CVD（化學(xué)氣相沉積）2021/10/64PVD簡介2021/10/65PVD簡介真空鍍膜法：是一類重要的優(yōu)秀制膜方法，它在微電子、電子材料與元器件等電子工業(yè)，鐘表工業(yè)，照相機等光學(xué)工業(yè)，窗玻璃等建材工業(yè)中已經(jīng)成為一項不可缺少的重要技術(shù)。此外，在以電子信息產(chǎn)業(yè)為代表的高新技術(shù)中，真空鍍膜技術(shù)起著舉足輕重的作用。PVD簡介2021/10/66PVD簡介PVD第一類蒸發(fā)(Evaporation)脈沖激光沉積(Pulsedlaserdeposition)第二類濺射(Sputtering)離子鍍(Ionplating)PVD沉積概念：利用某種物理
3、過程，如物質(zhì)的熱蒸發(fā)或在受到粒子轟擊時物質(zhì)表面原子的濺射等現(xiàn)象，實現(xiàn)物質(zhì)原子從源物質(zhì)到薄膜的可控轉(zhuǎn)移的過程。2021/10/67種類方法具體方法應(yīng)用PVD沉積真空蒸鍍法熱蒸鍍電子束蒸發(fā)脈沖激光沉積蒸鍍金屬、SiO2、某些半導(dǎo)體薄膜等濺射法高頻二極直流磁控,高頻磁控,ECR(液相濺射),對向靶濺射金屬薄膜、半導(dǎo)體&絕緣體薄膜其他方法，如離子鍍等離子體鍍膜、離子鍍、噴涂高速鋼工具，熱鍛模PVD簡介一般而言，“氣相沉積”多指的是非晶形態(tài)薄膜的成長，這種成長方式歸類于“沉積”(Deposition)；而“VPE”所指的是具有單晶形態(tài)的薄膜成長方式，這種方式
4、歸類于“外延"(Epitaxy)。2021/10/68PVD簡介外延的定義：在單晶襯底（基片）上生長一層有一定要求的、與襯底晶向相同的單晶層，猶如原來的晶體向外延伸了一段，故稱外延生長。液相外延：將生長外延層的原料在溶劑中溶解成飽和溶液。當(dāng)溶液與襯底溫度相同時，將溶液覆蓋在襯底上，緩慢降溫，溶質(zhì)按基片晶向析出單晶。這種方法常用于外延生長砷化鎵等材料。異質(zhì)外延：襯底與外延層不是同一種物質(zhì)，但晶格和熱膨脹系數(shù)比較匹配。這樣就能在一個襯底上外延生長出不同的晶膜，如在藍(lán)寶石或尖晶石襯底上外延生長硅單晶。分子束外延：這是一種最新的晶體生長技術(shù)。將襯底置于超高
5、真空腔中，將需要生長的單晶物質(zhì)按元素不同分別放在噴射爐中。每種元素加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?使其以分子流射出,即可生長極?。ㄉ踔潦菃卧訉樱┑膯尉雍蛶追N物質(zhì)交替的超晶格結(jié)構(gòu)。一般而言，“氣相沉積”多指的是非晶形態(tài)薄膜的成長，這種成長方式歸類于“沉積”(Deposition)；而“VPE”所指的是具有單晶形態(tài)的薄膜成長方式，這種方式歸類于“外延"(Epitaxy)。2021/10/69PVD簡介PVD：物理過程；固態(tài)源；臺階覆蓋差，純度高，適合淀積金屬CVD：化學(xué)過程；氣態(tài)源；臺階覆蓋好，純度較差，適合淀積介質(zhì)共形覆蓋非共形覆蓋2021/10/610PVD
6、沉積原理2021/10/611塊狀材料(靶材)薄膜物質(zhì)輸運能量輸運能量襯底PVD沉積示意圖PVD原理完成PVD過程需要：能量真空度襯底蒸發(fā)源or靶材PVD沉積原理蒸鍍法：采用鉬、鎢等耐高溫金屬制作襯鍋來盛放蒸鍍源，或不使用襯鍋濺射法：制作各類外形、密度事宜的靶材蒸鍍法：要求高真空以保證蒸發(fā)源到基片的距離小于蒸氣分子在殘余氣體中的平均自由程濺射法：對真空的要求也很高2021/10/612能量襯底（加不加熱）蒸鍍法：電阻絲加熱、電子槍加熱、激光加熱濺射法：荷能Ar離子高速撞擊蒸發(fā)源or靶材真空度蒸鍍法：如果想得到一般的片子，不需要加熱濺射法：一般會加熱
7、PVD原理薄膜材料的制備過程是:atombyatom?幾乎所有的現(xiàn)代薄膜材料都是在真空或是在較低的氣體壓力下制備的。真空在薄膜制備過程中的作用（1）減少蒸發(fā)分子與殘余氣體分子的碰撞；（2）抑制它們之間的反應(yīng)；2021/10/613能量蒸發(fā)源or靶材PVD原理2021/10/614電子束蒸發(fā)機臺磁控濺射機臺真空度PVD原理2021/10/615各類薄膜生長所需要的真空度一覽表（注：1mbar=100pa=0.75torr）約10E-3—10E-1pa約10E-6—10E-4pa低真空：10E5-10E2中真空：10E2-10E1高真空：10E-1-1
8、0E-5超高真空：10E-5-10E-9極高真空：＜10E-9宏觀壓力差減小空氣粘滯阻力真空干燥熱電子源防止高溫金屬氧化避
