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影响薄膜生长特性的因素

文字:[大][中][小] 2013-12-30  浏览次数:2132

  薄膜的生长特性受沉积条件的影响,其中主要的因素有沉积速率、基片温度、原子人射方向、基片表面状态及真空度等。

 

 影响薄膜生长特性的因素


  对于不同类型的金属,沉积速率的影响程度是不同的,这是由于真空沉积的金属原子在基片上的迁移率与金属的性质和表面状况有关。即使是同一种金属,在不同的工艺条件下,沉积速率对薄膜结构的影响也不完全一致。一般说来,沉积速率会影响膜层中晶粒的大小与晶粒分布的均匀度以及缺陷等。


  在低沉积速率的情况下,金属原子在基片上迁移的时间比较长,容易到达吸附点位置,或被处于其他吸附点位置上的小岛所俘获而形成粗大的晶粒,使得薄膜的结构粗糙,薄膜不致密。同时由于沉积原子到达基片后,后续原子还没有及时到达,因而暴露在外时间比较长,容易受残余气体分子或沉积过程中引人的杂质的污染,以及产生各种缺陷等,因此,沉积速率高一些好。高沉积速率可以使薄膜晶粒细小,结构致密,但由于同时凝结的核很多,在能量上核处于能量比较高的状态,所以薄膜内部存在着比较大的内应力,同时缺陷也较多。


  低沉积速率使膜层结构疏松,电子越过其势垒产生电导的能力弱,加上氧化和吸附作用,所以电阻值较高,电阻温度系数偏小,甚至为负值。随着沉积速率的增大,电阻值也由大到小,而温度系数却由小到大,由负变正。这是由于低沉积速率的薄膜由于氧化而具有半导体特性,所以温度系数出现负值;而高沉积速率薄膜趋向金属的特性,所以温度系数为正值。因此,一般情况下,也希望有较高的沉积速率。但对特定的材料要从具体的实验中正确选择最佳的沉积速率。
 

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