新一代半導體技術-真空鍍膜技術的現狀及發展趨勢

摘要：随着可持續發展觀的深入普及和社會經濟的快速發展，經濟與環保協同發展成為當下企業發展和科技創新的主要趨勢。傳統的通電鍍膜技術會産生較大的污染，且鍍膜質量不高，經濟效益低下，已逐漸退出曆史舞台，取而代之的是技術更加先進、鍍膜質量更加優秀的真空鍍膜技術。真空鍍膜技術始于20世紀30年代，當前真空鍍膜技術已從實驗室走向了工廠，實現了大規模生産，在光伏、建築、裝飾、通訊、照明等工業領域得到了廣泛的應用。

真空鍍膜技術是指在真空環境下，通過蒸發金屬等固體材料，使其氣态化并附着到産品物件的表面，形成一層均勻的薄膜，增強産品的抗腐蝕性、美觀性等。從整體來看，真空鍍膜技術較傳統的電鍍方法，在成本、環保、産品質量、裝飾效果、能源消耗等方面具有較大優勢，是一門擁有光明發展前景的新興技術。

真空鍍膜設備，主要指一類需要在較高真空度下進行的鍍膜，具體包括很多種類，包括真空離子蒸發，磁控濺射，MBE 分子束外延，PLD 激光濺射沉積等很多種。蒸發鍍膜一般是加熱靶材使表面組分以原子團或離子形式被蒸發出來。并且沉降在基片表面，通過成膜過程（散點－島狀結構-迷走結構-層狀生長）形成薄膜。對于濺射類鍍膜，可以簡單理解為利用電子或高能激光轟擊靶材，并使表面組分以原子團或離子形式被濺射出來，并且最終沉積在基片表面，經曆成膜過程，最終形成薄膜。

真空鍍膜主要有兩種方法：熱蒸發鍍膜法和磁控濺射法，本次小編就主要介紹下熱蒸發鍍膜設備做個事例吧。

高真空電子束蒸發鍍膜機是在高真空條件下，采用電子束轟擊材料加熱蒸發的方法，在襯底上鍍制各種金屬、氧化物、導電薄膜、光學薄膜、半導體薄膜、鐵電薄膜、超硬膜等；可鍍制混合物單層膜、多層膜或摻雜膜；可鍍各種高熔點材料。

可用于生産、科學實驗及教學，可根據用戶要求專門訂制。

可根據用戶使用要求，選配石英晶體膜厚自動控制及光學膜厚自動控制兩種方式, 通過PLC 和工控機聯合實現對整個鍍膜過程的全程自動控制, 包括真空系統、烘烤系統、蒸發過程和膜層厚度的監控功能等，從而提高了工作效率和保證産品質量的一緻性和穩定性。

設備特點

設備具有真空度高、抽速快、基片裝卸方便的特點，配備 E 型電子束蒸發源和電阻蒸發源。PID自動控溫，具有成膜均勻、放氣量小和溫度均勻的優點。

可根據用戶使用要求，選配石英晶體膜厚自動控制及光學膜厚自動控制兩種方式,通過PLC和工控機聯合實現對整個鍍膜過程的全程自動控制,包括真空系統、烘烤系統、蒸發過程和膜層厚度的監控功能等，從而提高了工作效率和保證産品質量的一緻性和穩定性。

真空性能

極限真空：7×10^-5Pa～7×10^-6Pa

設備總體漏放率：關機12小時，≤10Pa

恢複工作真空時間短，大氣至7×10-4Pa≤30分鐘；

設備構成

E 型電子束蒸發槍、電阻熱蒸發源組件（可選配）、樣品掩膜擋闆系統、真空獲得系統及真空測量系統、分子泵真空機組或低溫泵真空機組、旋轉基片加熱台、工作氣路、樣品傳遞機構，膜厚控制系統、電控系統、恒溫冷卻水系統等組成。

可選件：膜厚監控儀，恒溫制冷水箱。

熱蒸發源種類及配置

E 型電子束蒸發系統：1套

功率 ：6kW～10kW 其它功率(可根據用戶要求選配）

坩埚 ：1～8隻 可根據用戶要求選配

電阻熱蒸發源組件： 1～4套 （可根據用戶要求配裝）

電阻熱蒸發源種類

-钽（鎢或钼）金屬舟熱蒸發源組件

-石英舟熱蒸發源組件

-鎢極或鎢藍熱蒸發源組件

-钽爐熱蒸發源組件（配氮化硼坩埚或陶瓷坩埚）

-束源爐熱蒸發組件（配石英坩埚或氮化硼坩埚）

操作方式

手動、半自動。

真空鍍膜的現狀及發展趨勢

真空鍍膜在材料上的選擇較傳統鍍膜方式更加自由，最常用的有金屬單質、合金和金屬化合物。目前，市場上用金屬鋁作為鍍膜材料的産品衆多，主要是因為金屬鋁具有較低的熔點并且能夠很好地對光進行反射，同時作為金屬，鋁還具有較好的耐腐蝕性能，延展性優良等優點，在鍍膜工程中，操作方便，對被鍍産品影響較小。高純度的鋁對比其他金屬單質來說，在價格上也比較低。

随着科學技術不斷更新，技術瓶頸的不斷突破，真空鍍膜技術也會不斷地變革更新，在未來會與微電子器件及納米技術等高科技相結合，形成一套相關的檢查方法和實用技術，而電子束蒸發源将會成為真空鍍膜技術中最常用的鍍膜材料加熱方法和發展趨勢……

在未來，随着真空鍍膜技術的不斷推廣和國家政策的進一步傾斜，真空鍍膜技術會曆久彌新，不斷改進，日趨完善，同時也會具有更加廣闊的市場前景。

據相關數據統計：2021年全球PVD真空鍍膜設備市場規模241億元，預計未來持續保持平穩增長的态勢，到2028年市場規模将接近316億元。

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