蒸发镀膜工艺解析：膜层沉积原理与薄膜生长特性--深圳星海威真空设备 - 深圳市星海威真空设备有限公司-专注于溅射镀膜机、蒸发镀膜设备、电弧镀膜机、真空长晶炉、外延镀膜系统、钙钛矿真空镀膜等多种镀膜系统

蒸发镀膜，作为一种广泛应用的物理气相沉积（PVD）技术，其核心在于通过加热蒸发源使固体材料升华或蒸发成蒸气，进而在基片表面凝结形成薄膜。这一过程不仅依赖于复杂的物理机制，还涉及多个关键因素，共同影响着薄膜的质量和性能。

蒸发镀膜的基本原理

蒸发镀膜的基本原理包括三个核心步骤：加热源和蒸发材料、蒸气传输、以及蒸气在基片表面的凝结。

加热源和蒸发材料：

蒸发镀膜的首要步骤是将蒸发材料加热至足够高的温度，使其转变为气态。这一过程中，常用的加热源有电阻加热和电子束加热。电阻加热利用电流通过高电阻材料（如钨丝或钼舟）产生的焦耳热来加热蒸发材料，而电子束加热则使用电子枪产生的高能电子束轰击蒸发材料，将其加热至蒸发温度。电子束加热效率高，适用于高熔点材料的蒸发。

蒸气传输：

在高真空环境中，蒸发材料升华或蒸发成蒸气。蒸气分子通过真空室直线运动到达基片表面。由于真空环境中气体分子密度极低，蒸气分子可以以较高的自由程传输，减少了气体分子的散射和碰撞，从而确保了蒸气能够直接、高效地传输至基片。

蒸气在基片表面的凝结：

当蒸气分子到达基片表面时，由于基片温度较低，蒸气分子凝结成固态薄膜，完成镀膜过程。在基片表面，蒸气分子经历徙动、成核、岛状生长以及连续薄膜形成等阶段，最终形成结构致密的薄膜。

薄膜的生长过程

薄膜的生长是一个复杂而有序的过程，主要包括以下几个阶段：

1.徙动与成核：

蒸发原子或分子被吸附在基片表面后，它们会在基片表面移动（称为徙动），并与其他同类原子或分子相遇而集结，形成最初的“核”。

2.岛状生长：

随着更多原子或分子的加入，这些核逐渐生长成为较大的粒子，称为“岛”。这些岛在基片表面不断长大，并发生岛的结合，形成通道网络结构，也称迷津结构。

3.连续薄膜形成：

继续蒸积加入原子或分子，岛不断长大并发生结合，最终填补迷津通道间的空洞，形成连续薄膜。如果还继续蒸积，将在连续膜的基础上重复上述过程，使薄膜不断地增加厚度。