揚(yáng)州欣達(dá)電子有限公司

   為了改善SP法所制備薄膜的表面形貌和性能，主要的研究工作集中在如下三方面:一是改進(jìn)氣體的霧化技術(shù)，如脈沖間歇噴霧以及納米射流;二是對(duì)源物質(zhì)和溶劑的選擇，改進(jìn)氣體的配制;三是采用新的加熱沉積手段，如采用微波加熱、熱等離子體離化、冷等離子體氣氛沉積等。
   等離子體增強(qiáng)噴霧熱解的類型根據(jù)產(chǎn)生等離子體的方式不同主要有:電暈放電噴霧熱解;微波放電等離子體噴霧熱解;射頻放電等離子體噴霧熱解。

   1）電暈放電噴霧熱解
   電暈放電等離子體是弱電離的，其中性粒子要比離子多得多(100^-10' =1)，電子的溫度較低，而離子的Q度更低。由于傳統(tǒng)的壓力噴霧熱解沉積效率低，采用電暈放電的方法將霧滴帶電而控制霧滴向基片沉積，提高了沉積效率。如采用超聲霧化技術(shù)將氣體霧化，用氮?dú)庾鳛檩d氣，通過(guò)將2OkV-6OkV的高電壓加在固定在氣霧流上方的刀刃上，產(chǎn)生電暈放電等離子體，使霧化液滴帶電，荷電液滴在接地裱片上產(chǎn)生定向沉積，將沉積效率提高到80%.
   2)微波放電等離子體噴霧熱解
   微波放電是將微波的能量轉(zhuǎn)換為氣體分子的內(nèi)能，使之激發(fā)、電離以發(fā)生等離子體的一種放電形式.通常采J”的頻率為2.45 GHz，一與射頻放電有許多類似之處.微波放電無(wú)需在放電空間設(shè)置電極而功率卻可以局部集中，因此能獲得高密度的等離子體。在微波等離子體噴霧熱解制備薄膜的過(guò)程中，霧滴質(zhì)量比帶電粒子的質(zhì)*得多，因此微波能M通過(guò)碰撞轉(zhuǎn)移到霧滴上的能量非常少，很難使x物質(zhì)顆粒氣化和離化。研究表明，由于頻率達(dá)2.45 GH:的微波禍合到小液滴的功率不夠強(qiáng)，因此將微波直接藕合到鹽溶液霧滴上不能達(dá)到目的。人們用微波等離子體噴霧熱解法合成了氧化鋁和氧化錯(cuò)陶瓷粉體，并與用焰熱解制備的粉體的形貌進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)兩者實(shí)際上無(wú)明顯差別.證明粉體的生成機(jī)制墓本相同，表明所進(jìn)行的等離子體熱解過(guò)程是一個(gè)純粹的熱過(guò)程，等離子體增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)對(duì)粉體的表面形貌影響很小。
   3)射頻感應(yīng)等離子體噴霧熱解(Spray-ICY Technique)
   由于射頻電感藕合等離子體(Inductively Coupled Plasma, ICY)是溫度高于5000K的高溫等離子體，能將幾乎所有的源物質(zhì)氣化和離化，用于沉積薄膜。常用的射頻電源的工作頻率為13.56 MHz，采用金屬線圈將電能輛合到等離子體中。Spray-ICP制備薄膜技術(shù)是將氣體溶液霧化為液滴，用載氣將霧滴引人到等離子體炬中，霧滴經(jīng)歷干燥、氣化、分解和離化等過(guò)程，*反應(yīng)生成的粒子在基片上沉積薄膜。該技術(shù)主要用于制備金屬氧化物粉體、氧化物薄膜和外延沉積厚膜。但是該法中因?yàn)榛ㄟ^(guò)等離子體炬尾焰加熱，溫度較高，且存在較強(qiáng)的電磁場(chǎng)干擾，基片溫度難于準(zhǔn)確測(cè)量和控制，所以薄膜中各組分的化學(xué)計(jì)量受基片溫度和基片位置的影響，較難控制。