氧化鎢薄膜濺射法

氧化鎢圖片

濺射法是指荷能粒子轟擊固體表面(靶),使固體原子(或分子)從表面射出,並沉積到襯底或工件表面形成薄膜的方法,屬於物理氣相沉積的一種。濺射鍍膜是利用氣體放電產生的正離子在電場的作用下高速轟擊作為陰極的靶材,靶材中的原子或分子受到碰撞,產生動量轉移,使靶材表面的原子或分子逸出而澱積到被鍍工件的表面,形成所需要的薄膜。

濺射法又分為直流濺射、射頻濺射、磁控濺射、反應濺射、中頻濺射與脈衝濺射、偏壓濺射、離子束濺射等。其中磁控濺射技術因沉積速度較高、工作氣體壓力較低等獨特優越性,成為最廣泛的一種濺射沉積法。

通常製備WO3薄膜所採用的是射頻或磁控濺射技術。所謂射頻濺射技術就是在射頻電場的作用下電子能夠在陰陽極之間來回震盪,可以使更多的氣體分子碰撞電離,提高濺射速率,提高膜層緻密性和純度,增強薄膜的牢固性。所謂磁控濺射技術就是在陰極靶的表面上方加上一個正交的電磁場,濺射產生的二次電子在陰極被加速成為高能電子,在電場和磁場的聯合作用下做近似擺線的運動,並不斷與氣體分子產生碰撞,向氣體分子轉移能量,使氣體分子電離高能電子降為低能電子,並被輔助陽極吸收,從而避免了高能電子對工件的損傷。

濺射法製備薄膜具有成膜速度快、高純度、高密度以及良好的結合性和強度等優點,可通過控制氣氛壓力和溫度制得高性能WO3薄膜,但工藝總體控制複雜,所制得的薄膜厚度不均勻,製造成本高,一定程度上限制了該法的大範圍推廣。