蒸镀-电子束蒸镀原理及透明导电膜沉积介绍
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蒸镀电子束原理及ITO透明 导电膜介绍
课题：
第一节：蒸发原理介绍 第二节：ITO透明导电膜介绍
第一节：蒸发原理介绍
电子束蒸发分类
• 按用途分：功能镀膜（导电膜，液晶薄膜，薄膜电容和切削刀具镀 膜）、装饰镀膜（卫浴、五金、各类产品外壳）和包装镀膜（包装材 料） • 按设备类型分：电子束蒸镀机(EVAPROTATON)、溅镀机(Sputter)以及 离子镀机(Ion plating)、乌舟镀膜机 • 按反应类型分：化学镀膜和物理镀膜 • 真空镀膜技术就是在真空环境下，通过化学、物理方式将反应物或者 靶材沉积到基板上的薄膜气象沉积技术。
问题：
1、镀膜用于在生活中哪些方面？
2、目前我公司使用的镀膜机台有哪些？
电子束原理介绍： 利用高压电使钨丝线圈产生电子后，利用加速 电极将电子引出，再透过磁偏转线圈，将电子束弯 曲270o，引导打到坩埚内的金属源上，使其局部熔 融。因在高真空下(4×10-6torr)金属源之熔点与 沸点接近，容易使其蒸发，而产生金属的蒸气流， 遇到芯片时即沉积在上面。在坩埚四周仍需有良好 的冷却系统，将电子束产生的热量带走，避免坩埚 过热融化，形成污染源。
ITO蒸镀机 可置2"片 坩埚数
离子蒸镀机 载片方式 作用
金属蒸镀机
电子束蒸发
210pcs
40cc*4
公自转正放式
？
ITO蒸镀机
电子束蒸发 电子束+离子 源蒸发
180pcs
40cc*4
公自转正放式
？
离子蒸镀机
141pcs
40cc*10
公转背方式
？
第二节
ITO透明导电膜介绍
ITO膜定义
ITO膜 (即掺 SnO2的In2O3膜)具有优良的 导电性、较高的可见光区透过率，同时对 衬底具有很好的附着性和稳定性, 且容易 刻蚀形成透明电极图形；目前,ITO 靶是 制造高性能透明导电膜的最好材料，还没 有其他材料可代替。
电子束模拟图
离子源蒸镀原理
蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面， 称为离子源蒸镀；离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率） 与溅射（良好的膜层附着力）,离子源蒸镀是真空电子束 蒸发与离子源技术的结合。离子镀系统，将基片台作为阴 极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。 从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。
电子束蒸发和离子源实物图和模拟图
电阻加热蒸发原理介绍
电阻加热用难熔的金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热 在它上方或置于坩埚中的蒸发物质电阻加热源，主要用于蒸发 Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料；
目前公司使用的蒸镀设备
金属蒸镀机 机台 腔体大小 ψ 1200 * 1000 mm H ψ 850 * 950 mm H ψ 1200 * 1000 mm H 镀膜方式
ZK120321023 2400A
ITO波谷穿透率/位置 ITO波峰穿透率/位置 ITO波谷穿透率/位置
ITO波峰穿透率/位置 ITO电阻
结论：
通过以上分析的ITO膜光学特性、电学特性，想要得 到高质量的ITO膜，与ITO机台的设定的温度、氧气流 量、蒸发速率及蒸镀功率密切相关；
ITO 膜 的透过率
ITO膜的透过率
电学特性
图显示了ITO膜方块电阻与膜厚的关系；ITO膜的电阻率是通过测定膜的方 块电阻 R F 和 厚度 d , 根据公式 电阻率= R F d 计算出来的.
符合我公司生产要求的ITO镀膜波形图
3200A 合金后
2000A合金后
测量参数 合金前 87．8/516 97．5/421 9.2 83/430 95.4/518 7.2 87．5/516 97．2/420 9.3 83．8/430 96.1/520 7
ITO膜蒸发方式
ITO蒸镀机台通过引入氧离子，采用电子 束加热真空蒸镀的方法制备ITO膜, 即利用 高能电子束轰击铟、锡氧化物混合原料表面， 使被蒸发的Sn、In原子离化成正电离子在电 场中加速获得动能，同时氧离子比氧原子有 更高的反应活性，使其升华, 然后沉积到衬 底上形成一层高质量的ITO膜；
图2 ITO靶材的密度对溅射速度的影响
图3 ITO 靶材密度基板温度 Ts对电阻率r的影响
光学特性 下图是两种厚度的膜分别对应的透过率特性曲线.
可见光范围内平均透过率均超 过90% ,可见膜的透射性能好, 是理想的“窗口”材料. 从图中可以看到较厚的 ITO膜透过率峰的位置相比较薄的膜会向右偏, ITO 膜透过率峰位置是随薄膜厚度 的增加向右移动, 通过这一属性我们可以设计出适合我们要求波段的膜厚；
高频磁控,
ECR
ITO 靶的性能要求
①成分与结构的均匀性好。这是为保证溅射薄膜具有较低的电阻率及较高的均匀性。
②高密度。ITO 靶是用粉末在高温高压条件下制成类似陶瓷材料,相对密度应> 90% ,只有这样的靶才具有较低的电阻率、较高的热导率及优良的弯曲强度,尤 其可在较低基片温度下溅射而获得低电阻率、高光透射率的薄膜, 还能提高溅 射速率（如图2和图3） ③高纯度在制备ITO靶工艺过程中,应保证In2O3 + SnO2是ITO靶的唯一成分,同时保 证 In2O3和SnO2纯度均高于99.99% 。这样在靶材使用寿命期间溅射膜能具有优 良的均匀性和批量产品质量的一致性。因此,要求在靶材加工中绝对不应有黏合 剂和填充剂,在高温条件下不失去 In 2O 3 + SnO 2 中 的氧。 ⑤ITO 靶与铜底盘应具有优良的装配质量，这样才能适应大功率蒸发而不致损坏。
ito膜蒸发方式ito透明导电膜沉积分类种类方法具体方法化学方法喷射法涂敷法cvd化学气相沉积热cvd等离子cvdmocvd有机金属化学气相沉积物理方法真空蒸镀法电阻加热蒸发eb蒸发电子束蒸发are法活性反应离子镀rf高频离子镀微波hcd空心阴极离子镀溅射法高频二极直流磁控高频磁控ecr液相溅射对向靶溅射ito靶的性能要求成分与结构的均匀性好
3200A 合金后 2400A合金后
合金后 87．9/515 97．7/417 9.5 83．4/426 96/511 7.3 86．2/550 98．4/440.5 27.3 81．1/450 99.4/551 40 86．5/544 98．5/436 23.5 80．9/450 99.2/550 40 86．7/540 98．7/434 24 81．4/445 100/548 40.2
ITO透明导电膜沉积分类
种类 方法 喷射法 化学方法 涂敷法 CVD(化学气相沉积) 热 CVD , 化学气相沉积) 具体方法 等离子 CVD , MOCVD(有机金属
真空蒸镀法 物理方法 A R E 法 ( 活性 反应离子镀) 溅射法
电阻加热蒸发,
EB 蒸发 ( 电子束蒸发) 微波, H CD
R F ( 高频离子镀) , ( 空心阴极离子镀) 高频二极, ( 液相溅射) , 直流磁控, 对向靶溅射
谢谢！
课题：
第一节：蒸发原理介绍 第二节：ITO透明导电膜介绍
第一节：蒸发原理介绍
电子束蒸发分类
• 按用途分：功能镀膜（导电膜，液晶薄膜，薄膜电容和切削刀具镀 膜）、装饰镀膜（卫浴、五金、各类产品外壳）和包装镀膜（包装材 料） • 按设备类型分：电子束蒸镀机(EVAPROTATON)、溅镀机(Sputter)以及 离子镀机(Ion plating)、乌舟镀膜机 • 按反应类型分：化学镀膜和物理镀膜 • 真空镀膜技术就是在真空环境下，通过化学、物理方式将反应物或者 靶材沉积到基板上的薄膜气象沉积技术。
问题：
1、镀膜用于在生活中哪些方面？
2、目前我公司使用的镀膜机台有哪些？
电子束原理介绍： 利用高压电使钨丝线圈产生电子后，利用加速 电极将电子引出，再透过磁偏转线圈，将电子束弯 曲270o，引导打到坩埚内的金属源上，使其局部熔 融。因在高真空下(4×10-6torr)金属源之熔点与 沸点接近，容易使其蒸发，而产生金属的蒸气流， 遇到芯片时即沉积在上面。在坩埚四周仍需有良好 的冷却系统，将电子束产生的热量带走，避免坩埚 过热融化，形成污染源。
ITO蒸镀机 可置2"片 坩埚数
离子蒸镀机 载片方式 作用
金属蒸镀机
电子束蒸发
210pcs
40cc*4
公自转正放式
？
ITO蒸镀机
电子束蒸发 电子束+离子 源蒸发
180pcs
40cc*4
公自转正放式
？
离子蒸镀机
141pcs
40cc*10
公转背方式
？
第二节
ITO透明导电膜介绍
ITO膜定义
ITO膜 (即掺 SnO2的In2O3膜)具有优良的 导电性、较高的可见光区透过率，同时对 衬底具有很好的附着性和稳定性, 且容易 刻蚀形成透明电极图形；目前,ITO 靶是 制造高性能透明导电膜的最好材料，还没 有其他材料可代替。
电子束模拟图
离子源蒸镀原理
蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面， 称为离子源蒸镀；离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率） 与溅射（良好的膜层附着力）,离子源蒸镀是真空电子束 蒸发与离子源技术的结合。离子镀系统，将基片台作为阴 极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。 从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。
电子束蒸发和离子源实物图和模拟图
电阻加热蒸发原理介绍
电阻加热用难熔的金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热 在它上方或置于坩埚中的蒸发物质电阻加热源，主要用于蒸发 Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料；
目前公司使用的蒸镀设备
金属蒸镀机 机台 腔体大小 ψ 1200 * 1000 mm H ψ 850 * 950 mm H ψ 1200 * 1000 mm H 镀膜方式
ZK120321023 2400A
ITO波谷穿透率/位置 ITO波峰穿透率/位置 ITO波谷穿透率/位置
ITO波峰穿透率/位置 ITO电阻
结论：
通过以上分析的ITO膜光学特性、电学特性，想要得 到高质量的ITO膜，与ITO机台的设定的温度、氧气流 量、蒸发速率及蒸镀功率密切相关；
ITO 膜 的透过率
ITO膜的透过率
电学特性
图显示了ITO膜方块电阻与膜厚的关系；ITO膜的电阻率是通过测定膜的方 块电阻 R F 和 厚度 d , 根据公式 电阻率= R F d 计算出来的.
符合我公司生产要求的ITO镀膜波形图
3200A 合金后
2000A合金后
测量参数 合金前 87．8/516 97．5/421 9.2 83/430 95.4/518 7.2 87．5/516 97．2/420 9.3 83．8/430 96.1/520 7
ITO膜蒸发方式
ITO蒸镀机台通过引入氧离子，采用电子 束加热真空蒸镀的方法制备ITO膜, 即利用 高能电子束轰击铟、锡氧化物混合原料表面， 使被蒸发的Sn、In原子离化成正电离子在电 场中加速获得动能，同时氧离子比氧原子有 更高的反应活性，使其升华, 然后沉积到衬 底上形成一层高质量的ITO膜；
图2 ITO靶材的密度对溅射速度的影响
图3 ITO 靶材密度基板温度 Ts对电阻率r的影响
光学特性 下图是两种厚度的膜分别对应的透过率特性曲线.
可见光范围内平均透过率均超 过90% ,可见膜的透射性能好, 是理想的“窗口”材料. 从图中可以看到较厚的 ITO膜透过率峰的位置相比较薄的膜会向右偏, ITO 膜透过率峰位置是随薄膜厚度 的增加向右移动, 通过这一属性我们可以设计出适合我们要求波段的膜厚；
高频磁控,
ECR
ITO 靶的性能要求
①成分与结构的均匀性好。这是为保证溅射薄膜具有较低的电阻率及较高的均匀性。
②高密度。ITO 靶是用粉末在高温高压条件下制成类似陶瓷材料,相对密度应> 90% ,只有这样的靶才具有较低的电阻率、较高的热导率及优良的弯曲强度,尤 其可在较低基片温度下溅射而获得低电阻率、高光透射率的薄膜, 还能提高溅 射速率（如图2和图3） ③高纯度在制备ITO靶工艺过程中,应保证In2O3 + SnO2是ITO靶的唯一成分,同时保 证 In2O3和SnO2纯度均高于99.99% 。这样在靶材使用寿命期间溅射膜能具有优 良的均匀性和批量产品质量的一致性。因此,要求在靶材加工中绝对不应有黏合 剂和填充剂,在高温条件下不失去 In 2O 3 + SnO 2 中 的氧。 ⑤ITO 靶与铜底盘应具有优良的装配质量，这样才能适应大功率蒸发而不致损坏。
ito膜蒸发方式ito透明导电膜沉积分类种类方法具体方法化学方法喷射法涂敷法cvd化学气相沉积热cvd等离子cvdmocvd有机金属化学气相沉积物理方法真空蒸镀法电阻加热蒸发eb蒸发电子束蒸发are法活性反应离子镀rf高频离子镀微波hcd空心阴极离子镀溅射法高频二极直流磁控高频磁控ecr液相溅射对向靶溅射ito靶的性能要求成分与结构的均匀性好
3200A 合金后 2400A合金后
合金后 87．9/515 97．7/417 9.5 83．4/426 96/511 7.3 86．2/550 98．4/440.5 27.3 81．1/450 99.4/551 40 86．5/544 98．5/436 23.5 80．9/450 99.2/550 40 86．7/540 98．7/434 24 81．4/445 100/548 40.2
ITO透明导电膜沉积分类
种类 方法 喷射法 化学方法 涂敷法 CVD(化学气相沉积) 热 CVD , 化学气相沉积) 具体方法 等离子 CVD , MOCVD(有机金属
真空蒸镀法 物理方法 A R E 法 ( 活性 反应离子镀) 溅射法
电阻加热蒸发,
EB 蒸发 ( 电子束蒸发) 微波, H CD
R F ( 高频离子镀) , ( 空心阴极离子镀) 高频二极, ( 液相溅射) , 直流磁控, 对向靶溅射
谢谢！