第三章薄膜的物理气相沉积(Ⅱ)

1第三章薄膜的物理气相沉积(Ⅱ)---溅射法及其他PVD法溅射的含义:在某一温度下,如果固体或液体受到适当的高能粒子(通常为离子)的轰击,固体或液体中的原子通过碰撞有可能获得足够的能量从表面逃逸。这种将原子从表面发射出去的方式称为溅射。2第一节、基本概念溅射镀膜的定义：高能离子在电场作用下高速轰击阴极（靶），经过能量交换与转移，靶材粒子飞离出来，

淀积在基板上形成薄膜。溅射3溅射法的发展1852年,Grove在研究辉光放电时首次发现；Thomson形象的把这一现象类比为水滴从高处落在水面引起的水花飞溅现象，称其为“Spluttering”；后在印刷时将“l”漏掉错印为“Sputtering”。后来，“Sputtering”一词便被用作科学术语“溅射”。溅射法成膜发展晚，但是在近代特别是现代，这一技术却得到了广泛应用。45离子轰击固体表面所引起的各种效应刻蚀，清洗等离子体678910溅射的基本原理利用在电场中加速后具有一定动能的高能量离子轰击固体或液体（靶），在离子能量合适的情况下，入射离子在与靶表面原子的碰撞过程中将其溅射出来，这些被溅射出来的原子带有一定的动能，并且会沿着一定的方向射向衬底，实现薄膜沉积。11溅射沉积装置示意图原理：抽真空、充惰性气体（0.1-10Pa）、气体电离、氩离子撞击阴极靶、能量转移、溅射、沉积12溅射法的特征溅射出来的粒子角分布取决于入射粒子的方向；从单晶靶溅射出来的粒子显示择优取向；溅射率（平均每个入射粒子能从靶材中打出的原子数）不仅取决于入射粒子的能量，而且也取决于入射粒子的质量；溅射出来的粒子平均速率比热蒸发的粒子平均速率要高得多。13主要内容一、气体放电现象与等离子体二、物质的溅射现象三、溅射沉积装置四、离子束和离子镀五、外延膜沉积技术14辉光放电3.1气体放电和等离子体ABCDEFG15AB段：无光放电区。在两极加上电压，系统中的气体仍处于中性状态，只有极少量的游离离子和电子，数量有限，因此形成的电流非常微弱；16BC段：汤生放电区（Townsenddischarge）。随着两极间电压的升高，带电粒子获得足够能量运动速度加快，并与系统中的气体分子发生碰撞并使其电离从而使电流持续增加。在此区域，电流可在电压不变的情况下增大，当电流增大到一定值时（C点），会发生“雪崩”现象。17CD段：过渡区。此时，由于离子开始轰击阴极，产生二次电子，二次电子与中性气体分子发生碰撞，产生更多离子，离子再轰击阴极，阴极又产生更多的二次电子，大量的离子和电子产生后，放电达到自持。气体开始起辉，电子剧增，电压迅速下降，放电呈负阻特性。18DE段：正常辉光放电区。在D点以后，电流平稳增加，电压维持不变。随着电流的增加，轰击阴极的区域扩大，到达E点后，粒子轰击覆盖整个阴极表面。此时再增加电源功率，两极间的电流随着电压的增大而增大，这一区域EF为“异常辉光放电区”。19FG段：弧光放电区。在F点以后，随着电流的继续增加，放电电压大幅下降，电流强度伴随有剧烈增加。这表明等离子体的导电能力再一次迅速提高。在此区间，电流几乎由外电阻所控制，电流越大，电压越小。20辉光放电区域的划分阴极辉光；阴极暗区(大部分电压降)；负辉光区（辉光最强区）；法拉第暗区；阳极柱；阳极暗区；阳极辉光暗区是离子和电子从电场中获取能量的加速区，辉光区相当于不同粒子发生碰撞、复合、电离的区域。3.1辉光放电和等离子体21帕邢（Paschen）曲线，帕邢定律：气体放电击穿所需要的击穿电压是随气体压力变化的。变化曲线如图3.3所示。P,d分别为气体压力和电极间的间距。例如，在电极间距为3cm时，最容易发生气体击穿的压力是在30Pa左右。为什么压力过低或过高导致击穿电压升高？？？22气体压力过低或者电极间距过小时，电子很容易跨越电极间的空间而没有发生与气体分子的碰撞；压力过高时，电子与气体分子的碰撞又过于频繁，此时电子获得的能量较低，不足以引起气体分子的电离。因此，只有当气体压力与电极间距的乘积pd为某一数值时，气体最容易发生放电击穿。描述这一规律的曲线即图3.3，称为帕邢曲线，而相应的实验规律称为帕邢定律。23等离子体：等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。24在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，产生磁场。电场和磁场要影响其他带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动。等离子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的第四态。25等离子体鞘层电离度不同：等离子体包括低温等离子体（轻度电离，离子温度远低于电子温度）和高温等离子体（高度电离，离子温度和电子温度均很高）。等离子体中粒子能量不同（温度不同）导致速度不同：Te＝23000K，Ti=300-500K。

离子质量大，其运动速度远低于电子：平均速度：Vi＝500m/sVe＝9.5×105m/s

电子优先到达固体表面！导致。。。26等离子体鞘层形成机理：等离子体附近物体受等离子体内部高能粒子轰击，电子速度快，优先到物体表面，累积负电荷（负电位），导致正离子累积（最终电荷平衡），形成充斥正离子的等离子体鞘层。电压降主要分布于阴极鞘层中。27等离子体鞘层在薄膜制备中的意义：任何等离子体附近的物体（如衬底基片）均自动处于负电位。穿过鞘层到达基片的离子降受到加速，轰击基片，电子受到减速，需大的能量方能到达基片。鞘层厚度b：与电子密度及温度有关，典型值100微米。直流辉光放电的电位分布和等离子体鞘层示意图阳极接地，处于零电位28（三）辉光放电过程中的电子碰撞电子不仅是等离子体导电过程中的主要载流子，而且在粒子相互碰撞、电离的过程中也起着极为重要的作用。等离子体中高能电子与其他粒子的碰撞是维持气体放电的主要微观机制！！！电子与其他离子的碰撞有两类：291.弹性碰撞参加碰撞的粒子的总动能和总能量保持不变，粒子内能不变化，即没有粒子的激发、电离或复合过程。以粒子1高速撞击粒子2为例：据经典力学，弹性碰撞过程中E1与E2的关系：碰撞前粒子1的运动方向与碰撞后粒子2的运动方向间的夹角302.非弹性碰撞部分电子的动能转化为粒子2的内能增加△U31

在电子能量低于2eV(等离子体中电子的平均动能)时，电子与其他粒子的碰撞多为弹性碰撞。当电子能量较高时，发生非弹性碰撞的几率就非常高。比较有代表性的非弹性碰撞过程如下：（1）电离过程（反之为复合），如

e-+Ar→Ar++2e-（2）激发过程，如

e-+O2→O2*+e-（3）分解反应，如

e-+CF4→CF3*+F*+e-其他碰撞（原子、离子间）也在发生，但电子参与的碰撞在放电过程中最为重要。32二、物质的溅射现象

在离子轰击物体表面时，可能发生一系列的物理过程，溅射只是其中之一。当离子入射到靶材表面时（鞘层电位加速，能量大幅提高），对于溅射过程来说有两个比较重要的现象：一是物质的溅射；另一是二次电子的发射（阴极鞘层再加速）。二次电子与气体分子的碰撞可以维持气体的辉光放电过程。33（一）溅射参数表征溅射特性的主要参数有溅射阈值、溅射产额、溅射粒子的速度和能量。溅射阈值：是指将靶材原子溅射出来所需的入射离子最小能量值。（1）入射离子能量低于溅射阈值时，不发生溅射。（2）溅射阈值随着靶材原子序数增加而减小。（3）对于大多数金属来说，溅射阈值为20～40eV。34溅射产额：又称溅射率或溅射系数，它表示入射离子轰击靶阴极时，被溅射出来的物质的总原子数与入射离子数之比。**溅射产额与入射离子的能量、种类、角度以及靶材的种类、结构等有关。（1）入射离子能量：入射离子能量越过一定的阈值后，随着入射离子能量的增加，才会出现物质表面原子的溅射。在150eV以前，溅射率与入射离子能量的平方成正比；在150eV~10keV范围内，溅射率变化不明显；入射能量再增加，溅射率将呈下降趋势（离子注入）。35（2）入射离子和被溅射物质种类对溅射产额的影响A.随着被溅射物质元素外层d电子数的增加溅射产额提高；B.使用惰性气体作为入射离子时，溅射产额较高；而且重离子的溅射产额明显高于轻离子。36（3）离子入射角度对溅射产额的影响（入射离子方向与靶面法线夹角）如图3.11所示。随着θ的增加，溅射产额先是呈1／cosθ规律增加，即倾斜入射角有利于提高溅射产额；但当入射角θ接近于80度时，产额迅速下降。37（4）靶材温度对溅射产额的影响一定温度内关系不大；超过一定温度，迅速增加：高温导致靶材原子间键合力弱化，溅射阈值降低。38溅射原子的速度和能量具有以下特点：（1）原子序数大的溅射原子溅射逸出时能量较高，而原子序数小的溅射原子溅射逸出的速度较高；（2）在相同轰击能量下，溅射原子逸出能量随入射离子的质量而线性增加；（3）溅射原子平均逸出能量随入射离子能量的增加而增大，但当入射离子能量达到某一较高值时，平均逸出能量趋于恒定。39（二）溅射沉积法的主要特点：1）易于保证薄膜的化学成分与靶材的成分基本一致（适合制备合金或化合物薄膜）;2）薄膜纯度高,致密性好;3）任何待镀材料,只要能作为靶材,就可实现溅射。例如，极难熔的材料。4）薄膜与衬底(基片)结合较好（溅射原子高能量）;5）可重复性好,膜厚可控制;可以在大面积基片上获得厚度均匀、高平整度（再溅射过程）的薄膜;406）可利用反应溅射技术,从金属元素靶材制备化合物薄膜;7）入射离子与靶材之间有很大能量传递;8）溅射法存在的缺点:沉积速率低，工作气压较高，基片(衬底)会受到等离子体的辐照等作用而产生升温。41★★★★★★★★★★★★★★★★引起衬底温度升高的能量来源:(1)原子的凝聚能;(2)沉积原子的平均动能;(3)等离子体中的其他粒子，如电子、中性原子等的轰击带来的能量。42三、溅射沉积装置溅射沉积装置种类繁多,主要的溅射方法可以根据其特征分为以下几种:*直流溅射*射频溅射*磁控溅射*反应溅射43(一)直流溅射*又称为阴极溅射或二极溅射*一般只能用于靶材为良导体的溅射.辉光放电直流溅射系统是最简单的溅射系统.如图3-21所示.441.直流溅射典型的溅射条件:Ar作为工作气体,工作压力10Pa,溅射电压3000V,靶电流密度0.5mA/cm2，薄膜沉积速率低于0.1um/min。2.

工作气压对溅射速率以及薄膜的质量都具有很大的影响.(低-电离少-二次电子少-溅射速率低；高-靶原子散射-溅射效率低)45

3.直流溅射法的缺点（1）不能独立地控制各个工艺参量，包括阴极电压、电流以及溅射气压。（2）直流溅射的放电气压高（10Pa左右）导致溅射速率低，不利于减小气氛中的杂质对薄膜的污染以及溅射效率的提高。所以，目前直流溅射方法已经较少采用。464.

三极溅射：在直流二级溅射的基础上增加一个发射电子的热阴极和一个辅助阳极。结构如图3.17所示。热阴极接加热电源和0—50V负偏压电源。热电子在加速电场吸引下，穿过靶与工件间的等离子区，增加了电子与氩气原子的碰撞概率，提高沉积速率，真空镀膜膜层组织细化。47＊典型的工作条件：工作气压0.5Pa，溅射电压1500V,靶电流密度2.0mA/cm2，薄膜沉积速率0.3um/min。＊缺点：

（1）难于获得大面积且分布均匀的等离子体，并且提高薄膜沉积速率的能力有限；（2）放电过程难以控制，工艺重复性差。48

用交流电源代替直流电源就构成了交流溅射系统，由于常用的交流电源的频率在射频段，如13.56MHz，所以称为射频（RF）溅射。（二）射频溅射49在直流射频装置中如果使用绝缘材料靶时，轰击靶面的正离子会在靶面上累积，使其带正电，靶电位从而上升，使得电极间的电场逐渐变小，直至辉光放电熄灭和溅射停止。所以直流溅射装置不能用来溅射沉积绝缘介质薄膜。（二）射频溅射50为了溅射沉积绝缘材料，将直流电源换成交流电源。由于交流电源的正负性发生周期交替，当溅射靶处于正半周时，电子流向靶面，中和其表面积累的正电荷，并且积累电子，使其表面呈现负偏压，导致在射频电压的负半周期时吸引正离子轰击靶材，从而实现溅射。在射频溅射装置中，等离子体中的电子容易在射频场中吸收能量并在电场内振荡，因此，电子与工作气体分子碰撞并使之电离产生离子的概率变大，故使得击穿电压、放电电压及工作气压显著降低。（二）射频溅射51（二）射频溅射＊适用于绝缘体、导体、半导体等任何一类靶材的溅射。1.射频溅射法的优点：（1）可在1Pa左右的低压下进行，沉积速率较高；（2）不要求电极一定是导体，高频电场可以通过其他阻抗形式耦合进入沉积室；摆脱对靶材的限制（3）可在靶材上产生自偏压效应（自动负偏压），导致气体离子对靶产生自发的轰击和溅射。522.典型的工作条件：工作气压1.0Pa，靶电压1000V，靶电流密度1.0mA/cm2，薄膜的沉积速率0.5μm/min。（5-30MHz，国际标准13.56MHz）53相对于蒸发沉积法，一般溅射法存在的缺点：工作气压高（气压低则电子平均自由程太长，放电现象不易维持），沉积速度低，可能产生污染。磁控溅射是为了在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率。通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率的方法。（三）磁控溅射54磁控溅射利用磁场与电子交互作用，使电子在靶表面附近成螺旋状运行，从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材5556（三）磁控溅射—是一种沉积速率较高，工作气体压力较低的溅射技术。图3.19是磁控溅射与直流溅射情况下气体放电的帕邢曲线57与直流溅射时相比，磁控溅射可以显著降低溅射过程的气体压力范围。这一方面可降低薄膜污染的可能性，另一方面也将提高入射到衬底表面原子的能量（散射少），从而改善薄膜的质量。＊磁控溅射典型的工作条件：工作气压0.5Pa，靶电压600V，靶电流密度20mA/cm2，薄膜的沉积速率2μm/min。58磁控溅射法的沉积速率比其它溅射方法高出一数量级。这一方面是由于磁场中电子的电离效率高,提高了靶电流密度和溅射效率，而靶电压却大幅下降;另一方面是因为工作气压低，这样溅射原子被气体分子散射的几率较小，溅射原子能量高，改善薄膜致密性和组织均匀性。59图3.21，不同溅射方法的靶电流密度和靶电压的比较.从数据中可以看出,在相同的条件下,靶电流的高低顺序为:磁控溅射>射频溅射>直流溅射60磁控溅射的特点:(1)沉积速率高，可直流也可交流；(2)所需的靶电压低;(3)电子对衬底的轰击作用小，易实现在塑料等衬底上低温沉积;(4)缺点：对靶材的溅射不均匀；不适合于铁磁性材料的溅射61磁控溅射靶的形式很多，常见的是平面磁控靶和圆柱靶。图3.22磁力线大致与靶表面平行，将电子约束在靶表面附近。等离子体对衬底轰击作用小，减少衬底损伤、降低沉积温度。靶材利用率很高。需要离子轰击衬底怎么办？扩大磁力线范围，对衬底加负偏压62(四)反应溅射在存在反应气体的情况下溅射靶材时,靶材料会与反应气体反应形成化合物,像这种在沉积的同时形成化合物的溅射技术称为反应溅射法.反应溅射法可以制备（固溶体、混合物、化合物）:氧化物:Al2O3,SiO2,In2O3,SnO2等碳化物：SiC,WC,TiC氮化物：TiN，AlN硫化物：CdS，ZnS，CuS复合化合物：Ti(C,N)63靶中毒：在典型的反应溅射系统中，反应气体与靶发生反应，在靶材表面形成化合物层，造成溅射模式由溅射率高的金属模式向溅射率低的化合物模式的变化的现象。＊靶中毒导致了溅射和薄膜沉积速率的降低！！溅射速率随反应气体流量的变化规律？64随着反应气体流量的变化,薄膜的沉积速率会发生明显的变化,并且变化呈现出滞后的特征.65避免靶中毒的措施：（1）提高活性气体的利用效率，抑制其与靶材表面反应的进行（反应气入口远离靶材、靠近衬底）；（2）提高靶材的溅射速率（合适的入射离子种类和能量、入射角度、靶材温度），降低活性气体吸附的相对影响；（3）采用中频或脉冲溅射技术66（五）中频溅射与脉冲溅射在制备电导率较低的化合物薄膜时，利用直流反应溅射技术会遇到以下问题：（1）靶中毒（溅射和沉积速率降低，薄膜结构和成分变动）；（2）阳极作用消失（化合物沉积，阻塞电荷传导通路，电子累积，附加电场逐渐削弱源电场）；（3）靶面和电极间打火（电荷累积，化合物层放电击穿，靶材溅射区与非溅射区之间最易打火，造成熔化、颗粒喷溅）。导致上述问题的原因在于靶材与阳极表面的电荷积累。要解决这些问题，可以采用交流溅射法。67交流溅射法：使用交流电压进行薄膜溅射沉积的方法。交流溅射法主要分为两类：（1）采用正旋波电源的中频溅射法（2）采用矩形脉冲波电源的脉冲溅射法。1.中频溅射法：靶材周期性地处于高电位和低电位。处于低电位时，吸引离子而排斥电子，离子电荷在表面积累处于高电位时，吸引电子而排斥离子，电子中和掉靶材表面的电荷积累，从而抑制了避免了打火现象。68中频溅射装置示意图中频溅射：解决电荷累积问题。抑制靶面打火，克服阳极消失。不需要像射频溅射那样复杂的阻抗匹配线路。692.脉冲溅射法：脉冲溅射法使用输出电压为矩形波的脉冲电源。图3.27是最简单的脉冲电源电压的波形图。负脉冲：靶材处于被溅射状态，离子电荷（+）累积正脉冲：电子快速流入，中和累积电荷。电子运动速度远高于离子：正脉冲宽度远小于负脉冲宽度70脉冲溅射法分为两类：（1）单极脉冲溅射法：只使用一个靶.使用的电源为非对称式的脉冲电源。（2）双极脉冲溅射法：使用孪生靶，正、负电压脉冲交替地驱动两个并列的靶材。具有相同的优点：克服了困扰反应溅射技术的电荷积累问题，从而克服了靶材毒化的问题。71（六）偏压溅射在一般溅射装置的基础上，将衬底的电位与接地阳极的电位分开设置，在衬底与等离子体之间有目的地施加一定大小的偏置电压，吸引一部分离子流向衬底，用改变入射到衬底表面的带电粒子的数量和能量的手段，达到改善薄膜微观组织与性能的目的的方法。偏压对薄膜组织及电阻率的影响遵循着一种普遍的内在规律。72利用偏压还可以改变薄膜的硬度、介电常数、对光的折射率、密度、附着力等一系列的性能。偏压对于薄膜内部结构的影响：可以提高薄膜的致密度与成膜能力，诱发各类缺陷，抑制柱状晶生长，并细化薄膜晶粒。偏压还可改变薄膜中的气体含量:一方面可以清除衬底表面的吸附气体原子；另一方面，某些气体原子又可能因为偏压下的较高能量的离子轰击而被深埋在薄膜材料中。偏压溅射是改善溅射沉积形成的薄膜组织及性能的最常用而且是最有效的手段之一。73（七）离子束溅射

离子束溅射是将离子的产生与靶材的溅射过程分开，离子产生区的真空度保持在10-1Pa的数量级（保持放电），而溅射区的真空度则可维持在低于10-3Pa（甚至10-7Pa）的范围（提高溅射沉积速率）。74离子束溅射薄膜沉积装置的示意图若靶材不导电，则通过直接提供电子的方法，中和离子束携带的电荷靶材和衬底不再处于等离子体环境75离子束溅射沉积的特点：（1）污染小，易提高薄膜的纯度（高真空）；（2）不会产生等离子体轰击导致衬底温度上升、电子和离子轰击损伤等问题（等离子体在离子枪内，衬底附近没有等离子体）；（3）可以精确独立的控制离子束的能量和束流的大小与方向，溅射原子不碰撞直接沉积；（4）缺点是其装置过于复杂，沉积速率较低，设备运行成本高。76其他物理气相沉积方法离子镀离子束辅助沉积离子团束沉积等离子体浸没式沉积77（一）离子镀离子镀是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离化，产生粒子轰击效应，最终将蒸发物或反应物沉积在基片上。＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊1.离子镀原理最早是由Maitox研制开发的离子镀是蒸发法和溅射法结合形成的新型方法。78背景压强一般为1.3×10-5Pa;工作气压13~1.3Pa;坩埚作阳极；衬底为阴极过程：沉积前，等离子体轰击衬底（清理衬底污染物）。不间断离子轰击，开始蒸发沉积（溅射速率低于蒸发沉积速率）。蒸发原子电离，加速。792.离子镀的优点：

（1）薄膜与衬底之间具有良好的附着力，并且薄膜结构致密；（2）可提高薄膜对于复杂外形表面的覆盖能力（与纯蒸发沉积相比，原子碰撞获得能量，运动能力增强）3.离子镀的类型：

二极直流放电离子镀和空心阴极放电离子镀80二极直流放电离子镀装置81空心阴极放电离子镀

空心阴极蒸发装置空心阴极放电离子镀示意图82（二）离子束辅助沉积离子束辅助沉积装置示意图。使用单独的离子源完成对于衬底表面的轰击双离子束沉积：两个离子源：分别轰击衬底和靶材83离子束辅助沉积技术的关键部件是离子源，它有多种不同的形式。1.考夫曼（Kaufman）离子源可以产生宽束、强离子流的离子源。其结构如图3.35所示。优点：可提供高强度、能量可变、能量一致性好、方向发散度小的离子束。轴向磁场延长了电子飞行距离，增加碰撞和离化原理？？？限制离子束发散-利用电子中和-获得高能原子束-可溅射绝缘靶842.霍尔（Hall）效应离子源霍尔效应：当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的平行于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差。以热阴极发射电子引发气体放电的离子源。具有一定发散角度离子束。环形阳极、85霍尔效应离子源的优点：

结构简单，工作可靠，特别适合于输出较大束离子。霍尔效应离子源的缺点：（1）离子束具有一定的能量分布和角度发散；（2）工作状态受整个薄膜制备系统气体压力的限制，尤其是会受到反应性气体（如O2）的影响。86（三）离子团束沉积（ICB）定义：利用具有一定能量离化原子团实现薄膜的沉积。离化原子团产生：小喷口坩埚、坩埚内高压1000Pa、坩埚外低压10-5Pa、黏滞流高速喷出、膨胀冷凝成原子团。原子离化装置：热电子与原子团碰撞、离化、电场加速离子运动、轰击衬底。87离子团束沉积的特点：（1）原子团高速冲击衬底将造成衬底局部温度升高；（2）原子表面扩散能力强；（3）成膜性好；（4）高能量原子团的轰击具有溅射清洁衬底表面和离子浅注入作用；（5）促进衬底表面发生的各种化学反应；（6）沉积速率高等。88（四）等离子体浸没式离子沉积

（plasmaimmersioniondeposition,PIID)它是一种与离子镀相似的薄膜沉积新技术工作原理：工件浸没在低压等离子体中，在工件上施加数百赫兹、数千伏高压负脉冲。等离子体中的离子在等离子体鞘层和高负压下高速沉积。89等离子体浸没式离子沉积技术的特点（1）设备相对简单，适用于对具有大型复杂外形的工件表面进行薄膜沉积；（2）工作在较高的真空度下（减少气体分子对入射离子散射）；（3）可多组元同时沉积，对薄膜成分的控制能力强；（4）沉积离子的能量较高（高压脉冲），利于提高薄膜的致密性和附着力；（5）沉积温度较低；（6）局限性在于能够被同时用于等离子体产生和薄膜沉积的气体种类少，因而它能够沉积的薄膜的种类有限。90五、外延膜沉积技术

要生长单晶薄膜，需要采用高度完整的单晶表面作为薄膜非自发形核时的衬底。这种在完整单晶衬底上延续生长单晶