真空镀膜技术与设备2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

真空镀膜技术与设备PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

1 真空蒸发镀膜1

1.1 概述1

1.2 真空蒸发镀膜基础理论1

1.2.1 真空蒸发镀膜的物理过程1

1.2.2 蒸发镀膜的真空条件2

1.2.3 真空镀膜的蒸发条件3

1.2.4 膜材的蒸发速率7

1.2.5 残余气体对膜层的影响8

1.2.6 蒸镀粒子在基片上的沉积9

1.3 蒸发源10

1.3.1 电阻加热式蒸发源10

1.3.2 电子束加热蒸发源13

1.3.3 感应加热式蒸发源16

1.3.4 空心热阴极电子束蒸发源17

1.3.5 激光加热蒸发源18

1.3.6 电弧加热蒸发源19

本章小结19

思考题19

2 真空溅射镀膜20

2.1 溅射镀膜原理20

2.2 溅射与沉积成膜21

2.2.1 放电溅射模式21

2.2.2 溅射原子的能量与角分布23

2.2.3 溅射产额与溅射速率23

2.2.4 薄膜沉积27

2.2.5 沉积速率28

2.3 溅射镀膜方法31

2.4 直流二级溅射32

2.5 磁控溅射33

2.5.1 磁控溅射工作原理34

2.5.2 磁场在磁控溅射中的作用35

2.5.3 磁控溅射镀膜的特点36

2.5.4 平面磁控溅射靶36

2.5.5 圆柱形磁控溅射靶40

2.5.6 传统平面磁控溅射靶存在的问题43

2.6 射频（RF）溅射44

2.7 非平衡磁控溅射45

2.7.1 非平衡磁控溅射原理45

2.7.2 非平衡磁控溅射与平衡磁控溅射比较46

2.8 反应磁控溅射48

2.8.1 反应溅射的机理49

2.8.2 反应溅射的特性49

2.9 中频交流反应磁控溅射50

2.9.1 中频交流磁控溅射原理50

2.9.2 中频双靶反应溅射的特点52

2.10 非对称脉冲溅射53

2.11 离子束溅射54

本章小结55

思考题56

3 真空离子镀膜57

3.1 离子镀的类型57

3.2 真空离子镀原理及成膜条件58

3.2.1 离子镀原理58

3.2.2 离子镀的成膜条件59

3.3 等离子体在离子镀膜过程中的作用60

3.3.1 离子镀过程中的离子轰击效应60

3.3.2 离子轰击对膜／基界面的影响61

3.4 离子镀中基片负偏压的影响61

3.5 离子镀的离化率61

3.6 离子镀膜工艺及其参数选择62

3.6.1 镀膜室的气体压力62

3.6.2 反应气体的分压62

3.6.3 蒸发源功率63

3.6.4 蒸发速率63

3.6.5 蒸发源和基片间的距离63

3.6.6 基片的负偏压63

3.6.7 基体温度64

3.7 离子镀的特点及应用64

3.7.1 离子镀的特点64

3.7.2 离子镀技术的应用64

3.8 直流二极型离子镀装置65

3.9 射频放电离子镀装置67

3.10 空心阴极离子镀68

3.10.1 空心阴极离子镀工作原理及设备68

3.10.2 HCD枪结构及工作特性69

3.10.3 HCD离子镀的特点70

3.11 真空阴极电弧离子镀70

3.11.1 概述70

3.11.2 真空阴极电弧离子镀工作原理71

3.11.3 真空阴极弧光放电特性71

3.11.4 电弧离子镀工作过程72

3.11.5 阴极电弧蒸发源73

3.11.6 真空阴极电弧离子镀设备中的其他装置76

3.11.7 真空电弧离子镀中的大颗粒抑制与消除78

3.12 磁控溅射离子镀80

3.12.1 磁控溅射离子镀的工作原理80

3.12.2 磁控溅射偏置基片的伏安特性81

3.12.3 提高偏流密度的方法81

本章小结83

思考题83

4 真空等离子增强化学气相沉积技术84

4.1 概述84

4.1.1 CVD技术的基本原理84

4.1.2 CVD技术的类型、应用及特点86

4.2 等离子体增强CVD（PECVD）技术87

4.2.1 PECVD技术原理与特征87

4.2.2 PECVD技术的特点90

4.2.3 PECVD技术的应用91

4.3 直流等离子体化学气相沉积92

4.4 射频等离子体化学气相沉积94

4.4.1 RF-PECVD装置分类95

4.4.2 电容耦合RF-PECVD装置95

4.4.3 电感耦合RF-PECVD装置98

4.5 微波等离子体CVD沉积（MPCVD）100

4.5.1 微波等离子体CVD装置100

4.5.2 微波等离子体CVD的应用103

4.6 激光化学气相沉积（LCVD）104

4.6.1 LCVD基本原理104

4.6.2 LCVD沉积设备106

4.6.3 LCVD的应用108

4.7 金属有机化合物CVD沉积（MOCVD）109

4.7.1 MOCVD沉积设备109

4.7.2 MO源112

4.7.3 MOCVD沉积的特点113

4.7.4 MOCVD的应用114

本章小结114

思考题115

5 离子注入与离子辅助沉积技术116

5.1 离子注入概述116

5.2 离子注入设备117

5.3 强束流离子源119

5.3.1 强束流离子源的分类119

5.3.2 强束流离子源主要设计参数120

5.3.3 双等离子体离子源121

5.3.4 潘宁离子源122

5.3.5 高频放电离子源124

5.3.6 金属蒸气真空弧放电离子源（MEVVA离子源）125

5.4 离子注入表面改性机理125

5.4.1 离子注入提高材料表面硬度、耐磨性和疲劳强度的机理125

5.4.2 离子注入改善材料疲劳性能的机理126

5.4.3 离子注入提高材料表面耐腐蚀性能的机理126

5.4.4 离子注入提高材料抗氧化性能的机理126

5.5 离子注入技术的特点127

5.6 离子束辅助沉积技术128

5.6.1 概述128

5.6.2 离子束沉积技术机理129

5.6.3 离子束辅助沉积方式130

5.6.4 离子束辅助沉积装置132

5.6.5 离子束辅助沉积离子源134

本章小结137

思考题137

6 真空镀膜机结构设计138

6.1 真空镀膜机设计概述138

6.2 真空镀膜室设计138

6.2.1 基本设计原则138

6.2.2 镀膜室的材料选择与焊接要求139

6.2.3 镀膜室壁厚的设计概述140

6.2.4 圆筒形镀膜室壳体的设计计算141

6.2.5 圆锥形镀膜室壳体的设计147

6.2.6 盒形镀膜室壳体设计148

6.2.7 真空镀膜室的压力试验150

6.2.8 真空镀膜室门的设计151

6.2.9 镀膜室的冷却结构设计152

6.3 镀膜室升降机构的设计153

6.3.1 机械提升机构153

6.3.2 液压提升机构155

6.3.3 气动液压结合的提升机构155

6.3.4 真空镀膜室的复位156

6.4 镀膜室工件架的设计156

6.4.1 常用工件架的结构形式157

6.4.2 工件架的转速160

6.5 真空镀膜机的加热与测温装置160

6.5.1 加热方式及其装置160

6.5.2 测温方式与装置162

6.5.3 真空室内引线设计164

6.6 真空镀膜机的挡板机构164

6.7 真空镀膜机抽气系统的设计165

6.7.1 真空镀膜设备对抽气系统的要求165

6.7.2 镀膜机抽气系统的放气量计算166

6.7.3 真空泵的选择167

本章小结170

思考题170

7 镀膜源的设计计算171

7.1 蒸发源的设计计算171

7.1.1 电阻加热式蒸发源的热计算171

7.1.2 e型枪蒸发源的设计计算172

7.1.3 感应加热式蒸发源的结构设计176

7.1.4 蒸发源的蒸发特性及膜厚分布179

7.2 磁控溅射靶的设计188

7.2.1 靶磁场的设计原则188

7.2.2 磁控溅射靶设计方法189

7.2.3 靶磁场的设计计算191

7.2.4 靶永磁体的设计202

7.2.5 靶水冷系统的设计计算203

7.2.6 靶材的设计选择205

本章小结207

思考题207

8 薄膜厚度的测量与监控208

8.1 光学测量方法208

8.1.1 光学干涉法208

8.1.2 椭偏仪法209

8.1.3 极值法210

8.1.4 波长调制法（振动狭缝法）211

8.1.5 原子吸收光谱法211

8.2 机械测量方法212

8.2.1 轮廓仪法212

8.2.2 显微镜观察断口213

8.2.3 称重法测量薄膜的厚度214

8.3 电学测量方法214

8.3.1 石英晶体振荡法214

8.3.2 电离式监控计法215

8.3.3 面电阻法216

本章小结218

思考题218

9 表面与薄膜分析检测技术219

9.1 概述219

9.2 表面与薄膜分析方法分类221

9.2.1 表面形貌分析221

9.2.2 表面成分分析222

9.2.3 表面结构分析223

9.2.4 表面电子态分析223

9.2.5 表面原子态分析223

9.3 表面与薄膜的力学性能表征224

9.3.1 硬度和弹性模量测试224

9.3.2 薄膜与基体的结合力测试225

9.3.3 表面与薄膜的摩擦系数及耐磨性检测227

9.4 表面与薄膜的组织形貌及晶体结构分析228

9.4.1 光学显微分析229

9.4.2 扫描电子显微分析229

9.4.3 透射电子显微分析231

9.4.4 扫描探针显微分析233

9.4.5 X射线衍射分析237

9.4.6 低能电子衍射与反射式高能电子衍射238

9.4.7 激光拉曼光谱分析239

9.5 表面与薄膜的成分表征方法240

9.5.1 X射线能量色散谱和X射线波长色散谱241

9.5.2 俄歇电子能谱242

9.5.3 X射线光电子能谱243

本章小结245

思考题246

参考文献247