离子镀和离子束沉积ppt

　　定义：离子镀是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或者反应物沉积在基片上。

　　把气体的辉的平均能量为 eV。在离子镀中，轰击离子的能量与基片加速电压有关，典型的离子能量值为50~5000 eV。

　　离子镀膜区别于真空蒸发镀膜的许多特性均与离子、高速中性粒子参与镀膜过程有关。在离子镀的整个过程中都存在着离子轰击。

　　1）溅射清洗。高能粒子轰击基片表面，引起表面原子射出，产生溅射。清除吸附气体、溅射掉表面物质、发生化学反应。

　　3）破坏表面结晶结构。稳定的缺陷造成表面晶体结构的破坏变成非晶态结构。同时，气体的掺入也会破坏表面的结晶结构。

　　4）气体掺入。低能离子轰击会造成气体掺入表面和淀积膜之中，掺入气体量可高达百分之几。

　　5）表面成分变化。由于系统内各成分的溅射率不同，会造成表面成分与基体成分的不同。

　　6）表面形貌变化。表面经离子轰击后，无论晶体和非晶体基片的表面形貌，将会发生很大的变化，使表面粗糙度增大，并改变溅射率。

　　在离子镀时，一方面有镀材粒子沉积到基片上，另一方面有高能离子轰击表面，使一些沉积粒子溅射出来。当前者的速率大于后者，薄膜就会增厚。这一特殊的淀积与溅射的综合过程使膜基界面和薄膜生长具有许多特点。

　　1）首先是在溅射与淀积混杂的基础上，由于蒸发粒子不断增加，在膜基界面形成“伪扩散层”。这是一种膜基界面存在基片元素和蒸发膜材元素的物理混合现象。即在基片与薄膜的界面处形成一定厚度的组分过渡层，缓和了基片和膜材料的不匹配性，可提高膜基界面的附着强度。

　　2）经离子轰击的表面形貌受到破坏，可能比未破坏的表面提供更多的成核位置，即使在非反应系统中成核密度也较高。可减少基片与膜层界面的空隙，使得离子镀具有良好附着力。

　　3）离子对膜层的轰击作用，对膜的形态和结晶组分也有影响。离子镀膜时，由于离子的轰击作用，可消除柱状结晶，减轻阴影效应，形成均匀的颗粒状结晶。

　　4）对膜层内应力的影响也很明显。内应力是由尚未处于最低能量状态的原子所产生的。通常，蒸发薄膜具有拉应力，离子镀薄膜具有压应力。

　　在离子镀过程中，在真空室中导入能和金属蒸气反应的活性气体，如O2, N2, C2H2, CH4等代替Ar或将其掺入Ar气中，并用各种放电方式使金属蒸气和反应气体的分子、原子激活离化，促进其间的化学反应，在基片表面上就可获得化合物镀层。

　　可在任何母材上制备薄膜，如金属、玻璃、陶瓷、塑料等，并可获得多钟化合物膜。

　　把金属蒸发源（靶源）作为阴极，通过它与阳极壳体之间的弧光放电，使靶材蒸发并离化，形成空间等离子体，对基体进行沉积镀膜。

　　离子束沉积法是利用离化的粒子作为蒸镀物质，在较低的基片温度下形成薄膜。