镀膜技术十个主要问题及答案-深圳大学薄膜物理与应用研究所

镀膜技术十个主要问题及答案

问题：

一、镀膜技术可区分为那几类?

可区分为：(1)真空蒸镀(2)电镀(3)化学反应(4)热处理(5)物理或机械处理

二、常用的真空泵浦有那几种?适用的抽气范围为何?

真空泵浦可分：

(1)机械帮浦(2)扩散泵浦(3)涡轮泵浦(4)吸附泵浦(5)吸着泵浦

真空泵浦抽气范围：

泵浦抽气范围

机械泵浦10-1 ~ 10-4 毫巴

扩散泵浦10-3 ~ 10-6 毫巴

涡轮泵浦10-3 ~ 10-9 毫巴

吸附泵浦10-3 ~ 10-4 毫巴

吸着泵浦10-4 ~ 10-10 毫巴

三、电浆技术在表面技术上的应用有那些?

1)溅浆沉积：溅镀是利用高速的离子撞击固体靶材，使表面分子溅离并射到基材镀成一层薄膜，溅射离子的起始动能约在100eV。常用的电浆气体为氩气，质量适当而且没有化学反应。

(2)电浆辅助化沉积：气相化学沉积的化学反应是在高温基材上进行，如此才能使气体前置物获得足够的能量反应。

(3)电浆聚合：聚合物或塑料薄膜最简单的披覆技术就是将其溶剂中，然后涂布于基板上。电浆聚合涂布法系将分子单体激发成电浆，经化学反应后形成一致密的聚合体并披覆在基板上，由于基材受到电浆的撞击，其附着性也很强。

(4)电浆蚀刻：湿式碱性蚀刻，这是最简单而且便宜的方法，它的缺点是碱性蚀刻具晶面方向性，而且会产生下蚀的问题。

(5)电浆喷覆：在高温下运转的金属组件须要有陶瓷物披覆，以防止高温腐蚀的发生。

四、蒸镀的加热方式包括那几种?各具有何特点?

加热方式分为：(1)电阻加热(2)感应加热(3)电子束加热(4)雷射加热(5)电弧加热

各具有的特点：

(1)电阻加热：这是一种最简单的加热方法，设备便宜、操作容易是其优点。

(2)感应加热：加热效率佳，升温快速，并可加热大容量。

(3)电子束加热：这种加热方法是把数千eV之高能量电子，经磁场聚焦，直接撞击蒸发物加热，温度可以高达30000C。而它的电子的来源有二：高温金属产生的热电子，另一种电子的来源为中空阴极放电。

(4)雷射加热：激光束可经由光学聚焦在蒸镀源上，产生局部瞬间高温使其逃离。最早使用的是脉冲红宝雷射，而后发展出紫外线准分子雷射。紫外线的优点是每一光子的能量远比红外线高，因此准分子雷射的功率密度甚高，用以加热蒸镀的功能和电子束类似。常被用来披覆成份复杂的化合物，镀膜的品质甚佳。

它和电子束加热或溅射的过程有基本上的差异，准分子雷射脱离的是微细的颗粒，后者则是以分子形式脱离。

(5)电弧加热：阴极电弧沉积的优点为：(1)蒸镀速率快，可达每秒1.0微米

(2)基板不须加热

(3)可镀高温金属及陶瓷化合物

(4)镀膜密高且附着力佳

五、真空蒸镀可应用在那些产业?

主要产业大多应用于装饰、光学、电性、机械及防蚀方面等，现就比较常见者分述如下：1.镜片的抗反射镀膜(MgO、MgF2、SiO2等)，镜片置于半球支顶，一次可镀上百片以上。

2.金属、合金或化合物镀膜，应用于微电子当导线、电阻、光电功能等用途。_

3.镀铝或钽于绝缘物当电容之电极。

4.特殊合金镀膜MCrAlY具有耐热性抗氧化性，耐温达1100OC，可应用须耐高温环境的工件，如高速切削及成形加工、涡轮引擎叶片等。

5.镀金属于玻璃板供建筑物之装饰及防紫外线。

6.离子蒸镀镀铝，系以负高电压加在被镀件上，再把铝加热蒸发，其蒸气经由电子撞击离子化，然后镀到钢板上。

7.镀铝于胶膜，可供装饰或标签，且镀膜具有金属感等。最大的用途就是包装，可以防潮、防空气等的渗入。

8.机械零件或刀磨具镀硬膜(TiC、TiN、Al2O3)这些超硬薄膜不但硬度高，可有效提高耐磨性，而且所需厚度剪小，能符合工件高精度化的要求。

9.特殊合金薄片之制造。

10.镀多层膜于钢板，改善其性能。

11.镀硅于CdS太阳电池，可增加其效率。

12.奈米粉末之制造，镀于冷基板上，使其不附着。

六、TiN氮化钛镀膜具有那些特点?

有以下的优点：(1)抗磨损

(2)具亮丽的外观

(3)具安全性，可使用于外科及食品用具。

(4)具润滑作用，可减少磨擦。

(5)具防蚀功能

(6)可承受高温

七、CVD化学气相沉积法反应步骤可区分为那五个步骤?

(1)不同成份气相前置反应物由主流气体进来，以扩散机制传输基板表面。理想状况下，前置物在基板上的浓度是零，亦即在基板上立刻反应，实际上并非如此。

(2)前置反应物吸附在基板上，此时仍容许该前置物在基板上进行有限程度的表面横向移动。

(3)前置物在基板上进行化学反应，产生沉积物的化学分子，然后经积聚成核、迁移、成长等步骤，最后联合一连续的膜。

(4)把多余的前置物以及未成核的气体生成物去吸附。

(5)被去吸附的气体，以扩散机制传输到主流气相，并经传送排出。

八、电浆辅助VCD系统具有何特色?

一般CVD均是在高温的基板下产生沉积反应，如果以电浆激发气体，即所谓的电浆辅助CVD(Plasma enhanced CVD 简称PECVD)，则基板温度可以大幅降低。然而一般薄层的光电镀膜或次微米线条，相当脆弱，容易受到电浆离子撞击的伤害，故PECVD并不适宜。

九、CVD制程具有那些优缺点?

优点：(1)真空度要求不高，甚至不须真空，如热喷覆。

(2)高沉积速率，APCVD可以达到1μm/min。

(3)相对于PVD，化学量论组成或合金的镀膜比较容易达成。

(4)镀膜的成份多样化，包括金属、非金属、氧化物、氮化物、碳化物、半导体、光电材料、聚合物以及钻石薄膜等。

(5)可以在复杂形状的基材镀膜，甚至渗入多孔的陶瓷。

(6)厚度的均匀性良好，LPCVD甚至可同时镀数十芯片。

缺点：

(1)热力学及化学反应机制不易了解或不甚了解。

(2)须在高温度下进行，有些基材不能承受，甚至和镀膜起作用。

(3)反应气体可能具腐蚀性、毒性或爆炸性，处理需格外小心。

(4)反应生成物可能残余在镀膜，成为杂质。

(5)基材的遮蔽很难。

十、钻石材料具有那些优点?可应用在那些产业上?

优点：硬度高、耐磨性高、低热胀率、散热能力良好、防蚀能力加>>>等等

可应用在：声学产品、消费产品、生医产品、光学产品、超级磨料、航天产品、钻石制造、化学产品、电子产品、机械产品。