PLD简介

PLD的缺点
另一个是由于激光的绝热膨胀导致溶化核素分布 角度狭窄，在靶表面形成等离子羽状物及凹痕。 这些弊端削弱了PLD生产大面积均匀薄膜的用处， PLD因此未能在工业上大展身手。最近有人提出了 补救措施，插入障板能够有效阻挡大微粒，转动 靶与底物有助于形成较大的均匀薄膜。
PLD的物理机制
PLD的系统设备简单，相反，它的原理却是非 常复杂的物理现象。它涉及高能量脉冲辐射冲 击固体靶时，激光与物质之间的所有物理相互 作用，亦包括等离子羽状物的形成，其后已熔 化的物质通过等离子羽状物到达已加热的基片 表面的转移，及最后的膜生成过程。
对激光器要求

Fra Baidu bibliotek
比较高的重复频率，提升溅射速度。

激光器使用简单，寿命长，易于维护（这一点 Nd:YAG固态激光器要好于准分子激光器）
The end Thank you！
PLD一般可以分为以下四个阶段：
1.
激光辐射与靶的相互作用 熔化物质的动态 熔化物质在基片的沉积 薄膜在基片表面的成核与生成
2.
3.
4.
PLD的应用前景
自1987年成功制作高温的超导膜开始， 用作膜制造技术的脉冲激光沉积获得普遍 赞誉，并吸引了广泛的注意。过去十年， 脉冲激光沉积已用来制作具备外延特性的 晶体薄膜。
基本过程
Plused laser
substrate
target
PLD过程中产生的典型等离子羽状物。
PLD的优点
一.应用PLD非常方便，过程中须要控制的参数只 有几个，例如激光能量通量与脉冲重复频率。 二.与其它溅镀技术相比，利用PLD技术的靶体积 细小。借着连续溶化混杂的靶，制造不同物质的 多层膜，十分容易。 三.透过控制脉冲的数量，可以精密调节薄膜厚 度至单原子层。
脉冲激光束聚焦在固体靶的表面上。在表面 大量吸收电磁辐射，导致靶物质快速蒸发。蒸 发的物质由容易逃出与电离的物质组成。如果 溶化作用在真空之下进行，蒸发的物质本身会 实时在靶表面上形成光亮的等离子羽状物。简 单来说，脉冲激光沉积PLD(Pulsed Laser Deposition)就是脉冲激光光束聚焦在固体靶 面上，激光超强的功率使得靶物质快速等离子 化，然后溅镀到目标物上。
PLD的优点
五.由于激光光子能量很高，可溅射制备很
多困难的镀层：如高温超导薄膜，陶瓷氧 化物薄膜，多层金属薄膜等； PLD 可以用 来合成纳米管，纳米粉末等。
PLD的缺点
一个是薄膜被溅污，或有微粒沉积在薄膜上。 引致溅污的物理机制包括：表面下的沸腾、冲 击波反冲压力造成的液态层喷溅，以及层离。微 粒的体积可能有几微米那么大。这些微粒非常阻 碍随后膜层的形成，亦大大影响薄膜的导电特性。
PLD的应用前景
陶瓷氧化物、氮化物膜、金属多层膜， 以及各种超晶格都可以用PLD来制作。近 来亦有报告指出，利用PLD可合成纳米管、 纳米粉末，以及量子点。关于复制能力、 大面积递增及多级数的相关生产议题，亦 已经有人开始讨论。因此，薄膜制造在工 业上可以说已迈入新纪元。
对激光器要求


尽可能避免热效应：激光波长越短，越容易实 现“冷加工”。所以193nm,248nm的准分子激 光器和266nm,355nm的高次谐波ND:YAG固态激 光器为常用的。 大能量，短脉冲创造要超过靶材的阈值的功率 密度
脉冲激光沉积成膜

物理成膜方法 什么是脉冲激光 沉积成膜 PLD的优点

PLD的缺点 PLD的物理机制




PLD的应用前景
物理成膜方法
物理气相沉积方法 a) 热蒸发和电子束蒸发
b) 溅射沉积
c) 离子成膜方法 分子束外延成膜
脉冲激光沉积成膜（PLD）
脉冲激光沉积成膜（PLD）
1960年，激光首次出现。自此以后，激光受到多方面应 用，发展成为强效的工具。激光对物料加工的帮助，效果 尤其显著。激光具有许多独特的性质，例如狭窄的频率带 宽、相干性以及高能量密度。通常，光束的强度足以汽化 最坚硬与最耐热的物料。再加上激光精确、可靠、具备良 好的空间分辨能力（这些出色表现，所以得到功能薄膜、 物料改造、物料表面加热处理、熔接，及微型图案等工业 广泛使用。除此之外，多组分物质能够溶化，并沉积在底 物上，形成化学计量薄膜。最后提及的这个激光应用技术， 就是所谓的脉冲激光沉积（简称PLD）。
PLD的优点
四.PLD最重要的特色，是沉积膜保留了靶的化学 计量成分。这是由于脉冲激光照射，使靶表面的 加热速率极高所致。这个原因导致靶的组分元素 或化合物一致蒸发，无须理会个别的蒸发点。也 由于溶化物质的高加热速率，晶体膜的激光沉积 比其它薄膜生成技术，要求更低的衬底温度。因 此，半导体与它下面的集成电路能够抑制热降解。