(2)化学气相沉积法:化学气相沉积法较物理气相沉积法原理相似,其主要区别在于沉积到基体上的薄膜原子并非直接吸附沉积而成,而在基体表面发生相应的化学反应,生成性能更加稳定的化合物,最终形成致密薄膜。可通过方程式表示成:
物理气相沉积法的优缺点:制备薄膜速度快,纯度高,密度高以及具有良好的结合性和强度等优点,可通过控制气压和温度来值得性能优异的薄膜,但总体控制复杂,制造成本较高。
化学气相沉积法缺点:优点主要有沉积薄膜装置简单,薄膜通过化学反应生成,无需粒子高速撞击,适用于零件形状较复杂的表面结构。但该方法沉积速率较慢,并且对于局部沉积薄膜比较困难,没有PVD来的方便。
2。1。2 影响薄膜制备的主要因素
通过以上2。1。1所描述方法可以获得一定尺寸的薄膜,但薄膜质量的好坏还受众多因素的影响,其中包括:
(1)基片与靶材对于薄膜属性的影响:基片是薄膜生长的载体和根源,良好的基片是薄膜制备的必要条件。选取基片所需要考虑因素包括:1)薄膜的晶粒取向:若制备薄膜为单晶体,则需选取单晶基片。2)基片的晶格常数:基体与薄膜晶格常数相差太大,严重影响基体与薄膜的结合,制备出的薄膜与基体结合较差,容易产生脱落[18]。3)靶材与溅射模式:当选用非金属基体时,溅射模式应选用直流溅射模式,当选用非金属基体是,应选用射频溅射模式[19]来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-
(2)基片温度与沉积速率对薄膜性能的影响[18]:基片的温度影响了薄膜的晶相和晶体结构,温度过低将可能形成非晶态薄膜,过高将形成多晶态薄膜。沉积速率对于薄膜的影响主要表现在沉积速率过快,导致薄膜生长过快,不均匀的生长使得薄膜变得粗超,降低沉积速率,虽能获得光滑,性能优异的薄膜,但效率低,制备成本高。因此对于薄膜的制备要保持适合的沉积速率。
2。2 薄膜性能检测方法与设备
(1)X射线衍射仪(XRD):X射线衍射仪简单来说就是利用晶体或晶粒能够形成的X射线衍射的特征,实现对物质内部原子的空间排布即晶体结构进行分析,从而得出物质的结构。当X射线照射到具有一定晶体结构的物质上时,由于晶体中原子存在一定规则排布,X射线发生散射,并且散射后的X射线的位相会发生变化,从而显示与晶体结构相关的特有衍射现象。最后可通过布拉格方程来判断:
式中θ为入射角,n为衍射级数,λ为X射线波长,在θ、n、λ已知时,可以求出面间距d。最终将衍射X射线强度与面间距与已知标准对比,从而得出物质的结构[20]。