文章來源：半導體全解

原文作者：圓圓De圓

本文簡單介紹一下半導體鍍膜的相關知識，基礎的薄膜制備方法包含熱蒸發和濺射法兩類。

熱蒸發

熱蒸發法是目前較為成熟且使用廣泛的薄膜制備方法。

在高溫條件下，薄膜材料被加熱到較高溫度，薄膜材料的原子或分子便會從膜料表面蒸發，附著在基板表面形成薄膜。

按照蒸發源的不同，熱蒸發法可分為以下兩類。

（1）電阻加熱法

在10-6托或更高真空下，用加熱法使材料從蒸發源逸出，轉變成氣相，再沉積到基體及其周圍形成薄膜。該過程是以電阻加熱為基礎，通過源源不斷的電供給產生焦耳熱效應，高能量使原子或分子獲得一定的動能，在基板表面形成薄膜。

（2）電子束熱蒸發

電子束蒸發法主要是電子槍發射器發射電子至膜料表面，膜料受到電子轟擊產生內能，膜料中的粒子將內能轉化為動能蒸發至基板表面。

磁控濺射

濺射技術包括直流濺射、交流濺射、反應濺射和磁控濺射，是一種在真空環境中，通過電荷粒子對固體靶表面的轟擊，使其表面的原子或分子被噴射出去的制備方法。

射頻磁控濺射過程是在高真空的條件下充入適量的氬氣，在陰極（柱狀靶或平面靶）和陽極（鍍膜室壁）之間施加射頻（13.56 MHz）電源，在鍍膜室內產生磁控型異常輝光放電，電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞，使氬氣發生電離（在高壓作用下Ar原子電離成為Ar+和電子），入射離子（Ar+）在電場的作用下轟擊靶材，使得靶材表面的中性原子或分子獲得足夠動能脫離靶材表面，沉積在基片表面形成薄膜。

而產生的二次電子會受到電場和磁場作用，產生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動軌跡近似于一條擺線。若為環形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動，它們的運動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內，并且在該區域中電離出大量的Ar+來轟擊靶材，從而實現了高的沉積速率。

隨著碰撞次數的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶表面，并在電場E的作用下最終沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。

相較于熱蒸發技術制作的膜層，利用濺射技術制備的光學薄膜質量更優良。

原因是濺射粒子的能量比熱蒸發粒子的能量大一個數量級，這樣可以確保薄膜與基板有更強的結合力，聚集密度更高，折射率也更接近塊狀材料。