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1.何為化學氣相蒸鍍(CVD)?主要的優缺點有那些?
2.良好的薄膜須具備那些特性?影響的因素有那些?
3.沉積的薄膜有內應力的存在,其來源為何?
4.薄膜要有良好的附著力,必須具有那些基本特性?
5.膜厚的量測方法有那些?
6.何為物理蒸鍍?試簡述其步驟?
1.何為化學氣相蒸鍍(CVD)?主要的優缺點有那些?
化學氣相蒸鍍乃使用一種或多種氣體,在一加熱的固體基材上發生化學反應,並鍍上一層固態薄膜。
優點:
@真空度要求不高,甚至可以不需要真空,例如熱噴覆
@沉積速率快,大氣CVD可以達到1μm/min
@與PVD比較的話。化學量論組成或合金的鍍膜較容易達成
@鍍膜的成份多樣化,如金屬、非金屬、半導體、光電材料、鑽石薄膜等等
@可以在複雜形狀的基材鍍膜,甚至滲入多孔的陶瓷
@厚度的均勻性良好,低壓CVD甚至可以同時鍍數十晶片
缺點:
#熱力學及化學反應機制不易了解或不甚了解
#需要在高溫下進行,有些基材不能承受,甚至和鍍膜產生作用
#反應氣體可能具腐蝕性、毒性或爆炸性,處理時需小心
#反應生成物可能殘餘在鍍膜上,成為雜質
#基材的遮蔽很難
2.良好的薄膜須具備那些特性?影響的因素有那些?
通 俗的定義為在正常狀況下,其應用功能不會失效。想要達到這個目的,一般而言這層薄膜必須具有堅牢的附著力、很低的內應力、針孔密度很少、夠強的機械性能、 均勻的膜厚、以及足夠的抗化學侵蝕性。薄膜的特性主要受到沉積過程、成膜條件、介面層的形成和基材的影響,隨後的熱處理亦扮演重要角色。
3.沉積的薄膜有內應力的存在,其來源為何?
*薄膜和基材之間的晶格失配
*薄膜和基材之間的熱膨脹系數差異
*晶界之間的互擠
4.薄膜要有良好的附著力,必須具有那些基本特性?
%介面層原子之間須有強的化學鍵結,最好是有化合物的形成或化學吸附,理吸附是不夠的
%低的殘存應力,這可能導因於鍍膜和基材晶格或熱膨脹係數的失配,也可能是薄膜本身存有雜質或不良結構
%沒有容易變形的表結構,如斷層結構,具有機械粗糙的表面是可以減低問題的惡化
%沒有長期變質的問題,鍍膜曝露在大氣等的外在環境,如果本身沒生氧化等化學反應,則鍍膜自然失去其功能
5.膜厚的量測方法有那些?
大致上可分為原位量測、離位量測兩類
原位星測係指鍍膜進行中量測,普遍使用在物理氣相沉積,如微天平、光學、電阻量測。
離位量測係指鍍膜完成後量測,對電鍍膜的行使較為普遍,具有了解電鍍效率的目的,如質量、剖面計、掃描式電子顯微鏡。
6.何為物理蒸鍍?試簡述其步驟?
物理蒸鍍就是把物質加熱揮發,然後將其蒸氣沉積在預定的基材上。由於蒸發源須加熱揮發,又是在真空中進行,故亦稱為熱蒸鍍或真空蒸鍍。
其可分為三個步驟
1. 凝態的物質被加熱揮發成汽相
2. 蒸汽在具空中移動一段距離至基材
3. 蒸汽在基材上冷卻凝結成薄膜
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