薄膜制备方法概述
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第三章 薄膜制备方法概述
薄膜生长方法是获得薄膜的关键。薄膜材料的质
量和性能不仅依赖于薄膜材料的化学组成，而且
与薄膜材料的制备技术具有一定的关系。
随着科学技术的发展和各学科之间的相互交叉,
相继出现了一些新的薄膜制备技术。这些薄膜制 备方法的出现, 不仅使薄膜的质量在很大程度上 得以改善, 而且为发展一些新型的薄膜材料提供 了必要的制备技术。
以等离子体技术为基础出现了等离子体增强化学气相
沉积(PECVD)、磁控溅射镀膜；
Nanosolar的ink print技术
LECVD ……
电 镀 法 溶胶-凝胶法
ECR
物理气相沉积(PVD) 物理气相沉积:薄膜材料通过物理方法输运到基 体表面的镀膜方法； 通常是固体或熔融源；
在气相或衬底表面没有化学反应；
代表性技术：蒸发镀膜、溅射镀膜；
技术特点：真空度高、沉积温度低、设备相对 比较简单。薄膜质量差，可控度小、表面容易 不均匀。
凝胶(sol-gel)，自组装，spin-coating，化学浴沉 积(CBD)等。
新的薄膜制备技术：
以蒸发沉积为基础发展出了电子束蒸发沉积、分子束
外延薄膜生长(MBE) ；
以载能束与固体相互作用为基础, 先后出现了离子束
溅射沉积、脉冲激光溅射沉积(PLD)、强流离子束蒸
发沉积、离子束辅助沉积(IBAD)、低能离子束沉积；
第二节 薄膜制备技术
真空 蒸发 物理气相沉积 （PVD）
电阻加热 感应加热 电子束加热 激光加热 直流溅射
溅射 沉积
射频溅射 磁控溅射离子束溅射气 相 来自 积分子束外延 （MBE）
直流二极型离子镀
离子镀
热壁
射频放电离子镀 等离子体离子镀 DC RF MW
化学气相沉积 （CVD）
HFCVD
冷壁
PECVD
第一节 沉积技术的发展
1852 Grove观察到辉光放电引起的金属沉积；
1857 Faraday 在惰性气体环境，蒸发沉积金属薄膜；
工业化光学元件（真空技术，加热元件:Pt,W）
1877 溅射法用于镜子表面镀膜，但主要以蒸发法为主 （高沉积率，高真空度，清洁环境，适用各种材料） 1960s，PLD，CVD，MBE，磁控溅射……
化学气相沉积(CVD)
化学气相沉积: 沉积过程中发生化学反应，薄膜 与原料的化合状态不一样。 代表性技术：低压CVD(LPCVD), 常压CVD APCVD, 等离子体增强CVD (PECVD);金属有机
源CVD(MOCVD)
技术特点：薄膜质量高，致密，可控性好，
其它成膜技术：液相外延(LPE)，电沉积，溶胶
薄膜生长方法是获得薄膜的关键。薄膜材料的质
量和性能不仅依赖于薄膜材料的化学组成，而且
与薄膜材料的制备技术具有一定的关系。
随着科学技术的发展和各学科之间的相互交叉,
相继出现了一些新的薄膜制备技术。这些薄膜制 备方法的出现, 不仅使薄膜的质量在很大程度上 得以改善, 而且为发展一些新型的薄膜材料提供 了必要的制备技术。
以等离子体技术为基础出现了等离子体增强化学气相
沉积(PECVD)、磁控溅射镀膜；
Nanosolar的ink print技术
LECVD ……
电 镀 法 溶胶-凝胶法
ECR
物理气相沉积(PVD) 物理气相沉积:薄膜材料通过物理方法输运到基 体表面的镀膜方法； 通常是固体或熔融源；
在气相或衬底表面没有化学反应；
代表性技术：蒸发镀膜、溅射镀膜；
技术特点：真空度高、沉积温度低、设备相对 比较简单。薄膜质量差，可控度小、表面容易 不均匀。
凝胶(sol-gel)，自组装，spin-coating，化学浴沉 积(CBD)等。
新的薄膜制备技术：
以蒸发沉积为基础发展出了电子束蒸发沉积、分子束
外延薄膜生长(MBE) ；
以载能束与固体相互作用为基础, 先后出现了离子束
溅射沉积、脉冲激光溅射沉积(PLD)、强流离子束蒸
发沉积、离子束辅助沉积(IBAD)、低能离子束沉积；
第二节 薄膜制备技术
真空 蒸发 物理气相沉积 （PVD）
电阻加热 感应加热 电子束加热 激光加热 直流溅射
溅射 沉积
射频溅射 磁控溅射离子束溅射气 相 来自 积分子束外延 （MBE）
直流二极型离子镀
离子镀
热壁
射频放电离子镀 等离子体离子镀 DC RF MW
化学气相沉积 （CVD）
HFCVD
冷壁
PECVD
第一节 沉积技术的发展
1852 Grove观察到辉光放电引起的金属沉积；
1857 Faraday 在惰性气体环境，蒸发沉积金属薄膜；
工业化光学元件（真空技术，加热元件:Pt,W）
1877 溅射法用于镜子表面镀膜，但主要以蒸发法为主 （高沉积率，高真空度，清洁环境，适用各种材料） 1960s，PLD，CVD，MBE，磁控溅射……
化学气相沉积(CVD)
化学气相沉积: 沉积过程中发生化学反应，薄膜 与原料的化合状态不一样。 代表性技术：低压CVD(LPCVD), 常压CVD APCVD, 等离子体增强CVD (PECVD);金属有机
源CVD(MOCVD)
技术特点：薄膜质量高，致密，可控性好，
其它成膜技术：液相外延(LPE)，电沉积，溶胶