薄膜材料物理薄膜力学性质.pptx
《薄膜材料物理薄膜力学性质.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《薄膜材料物理薄膜力学性质.pptx(32页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2.1.1 薄膜的附着类型 简单附着简单附着分明的分界面分明的分界面 扩散附着扩散附着 通过中间层附着通过中间层附着 通过宏观效应附着通过宏观效应附着第1页/共32页 简单附着:薄膜和基片间形成一个很清楚的分界面,简单附着:薄膜和基片间形成一个很清楚的分界面,其附着能其附着能 Wfs=Ef+Es-EfsWfs=Ef+Es-Efs Ef Ef薄膜的表面能薄膜的表面能 EsEs基片的表面能基片的表面能 EfsEfs薄膜与基片之间的界面能薄膜与基片之间的界面能 两个相似或相容的表面接触两个相似或相容的表面接触 Efs WfsEfs Wfs 两个完全不相似或不相容的表面接触两个完全不相似或不相容的表面
2、接触 Efs WfsEfs Wfs 表面污染:表面污染:1.33310-3Pa1.33310-3Pa下下1 1秒后秒后表面会污染表面会污染 一层单分子层。一层单分子层。简单物理附着简单物理附着薄膜与基片间的结合力薄膜与基片间的结合力范德华力范德华力第2页/共32页扩散附着扩散附着由两个固体间相互扩散或溶解而导致由两个固体间相互扩散或溶解而导致 在薄膜和基片间形成一个渐变界面。在薄膜和基片间形成一个渐变界面。实现扩散方法:基片加热法、离子注入法、实现扩散方法:基片加热法、离子注入法、离子轰击法、电场吸引法。离子轰击法、电场吸引法。基片加热法:加温曲线(工艺)基片加热法:加温曲线(工艺)离子轰击法
3、:先在基片上淀积一层薄离子轰击法:先在基片上淀积一层薄20-30nm20-30nm)金属膜,再用高能(金属膜,再用高能(100KeV100KeV)氩离子对)氩离子对 它进行轰击它进行轰击 实现扩散实现扩散 再镀膜再镀膜 电场吸引法:在基片背面镀上导体电场吸引法:在基片背面镀上导体 加电压加电压 吸离子吸离子 溅射镀膜比蒸发镀膜附着牢,因为溅射粒子动溅射镀膜比蒸发镀膜附着牢,因为溅射粒子动 能大能大 扩散。扩散。第3页/共32页中间层附着中间层附着在薄膜与基片之间形成一个化合物而在薄膜与基片之间形成一个化合物而 附着,该化合物多为薄膜材料与基片材料之间的化附着,该化合物多为薄膜材料与基片材料之间
4、的化 合物合物。方法:在基片上镀一层薄金属层(方法:在基片上镀一层薄金属层(TiTi、MoMo、TaTa、CrCr等)等).然后,在其上再镀需要的薄膜,薄然后,在其上再镀需要的薄膜,薄 金属夺取基片中氧金属夺取基片中氧 中间层表面掺杂。中间层表面掺杂。通过宏观效应通过宏观效应 机械锁合机械锁合 双电层吸引双电层吸引 功函数不同功函数不同电荷累积电荷累积吸引吸引第4页/共32页2.1.1 2.1.1 附着力的性能(性质)附着力的性能(性质)三种附着力:三种附着力:范德华力、化学键力、静电力(机械锁合)范德华力、化学键力、静电力(机械锁合)(氢键)氢键)范德华力(键能范德华力(键能0.04-0.4
5、eV0.04-0.4eV)色散力色散力原子绕核运动中原子绕核运动中瞬间偶极瞬间偶极相互作用相互作用 定向力定向力永久偶极矩之间的相互作用永久偶极矩之间的相互作用 诱导力诱导力永久偶极矩的诱导作用永久偶极矩的诱导作用产生的力产生的力 与静电力相比范德华力是短程力;与静电力相比范德华力是短程力;与化学键力相比,范德华力是长程力。与化学键力相比,范德华力是长程力。第5页/共32页氢键(键能氢键(键能0.1eV0.1eV)离子性的静电吸引不普离子性的静电吸引不普 遍,仅在电负性很强的原子之间。遍,仅在电负性很强的原子之间。化学键力(键能化学键力(键能0.4-10eV0.4-10eV)共价键共价键 离子
6、键离子键 金属键金属键 价电子发生了转移,价电子发生了转移,短程力,不是普遍存在。短程力,不是普遍存在。静电力静电力薄膜和基体两种材料的功函数不同,薄膜和基体两种材料的功函数不同,接触后发生电子转移接触后发生电子转移界面两边积累正负界面两边积累正负 电荷电荷 静电吸引静电吸引第6页/共32页2.1.3 影响附着力的工艺因素 包括材料性质、基片表面状态、基片温度、淀包括材料性质、基片表面状态、基片温度、淀积方式、淀积速率、淀积气氛等。积方式、淀积速率、淀积气氛等。基片材料的性质对附着力影响很大基片材料的性质对附着力影响很大 微晶玻璃上淀积铝膜微晶玻璃上淀积铝膜氧化铝与玻璃中硅氧氧化铝与玻璃中硅氧
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 薄膜 材料 物理 力学 性质
限制150内