31薄膜的附着性能 (c) 通过中间层附着 薄膜和基片间形成一个化合物中间层而产生附着。 形成中间层的方法: ①反应蒸发、反应溅射:在反应气氛中进行蒸发或溅射(在反应气 氛中实行辉光放电)。 ②蒸发或溅射过渡层:采用易于氧化的金属,如Ti、Mo、Ta、Cr。 ③基片表面掺杂:向SiO,基片表面中,掺入AI或P。 HHHHH7/AAHA S 图3-3通过中间层附着示意图
(c) 通过中间层附着 Ⅱ 3.1 薄膜的附着性能 薄膜和基片间形成一个化合物中间层而产生附着。 形成中间层的方法: ① 反应蒸发、反应溅射:在反应气氛中进行蒸发或溅射(在反应气 氛中实行辉光放电)。 ② 蒸发或溅射过渡层:采用易于氧化的金属,如Ti、Mo、Ta、Cr。 ③ 基片表面掺杂:向SiO2基片表面中,掺入Al或P。 图3-3 通过中间层附着示意图 f S
3.1薄膜的附着性能 宏观效应 (d)机械锁合 图3-4机械锁合附着示意图 (e)双电层吸引 双电层吸引是由于在薄膜与基片所形 成的界面处产生双电层,异性电荷间 +++++++++ 的相互吸引; ●出现双电层的原因:薄膜和基片两种 材料的费米能级不同。 图3-5双电层吸引附着示意图 ●是一种长程力;
3.1 薄膜的附着性能 (e) 双电层吸引 Ⅰ Ⅱ + + + + + + + + + f S (d) 机械锁合 双电层吸引是由于在薄膜与基片所形 成的界面处产生双电层,异性电荷间 的相互吸引; 出现双电层的原因:薄膜和基片两种 材料的费米能级不同。 是一种长程力; 图3-4 机械锁合附着示意图 图3-5 双电层吸引附着示意图 宏观效应
3.1薄膜的附着性能 。附着力的性质 AA 按薄膜对基片的附着性质,有三种附着力:范德华力、静电力和化学键力。 。范德华力 范德华力是存在于分子之间的一种吸引力。 定向力:来源于永久偶极距之间的相互作用。 诱导力:由于永久偶极矩的诱导作用而产生的力。 色散力:由电子在围绕原子核运动过程中所产生的瞬时偶极间的相互作用 而产生。 其相互作用能约为0.04~0.4eV
3.1 薄膜的附着性能 按薄膜对基片的附着性质,有三种附着力:范德华力、静电力和化学键力。 其相互作用能约为0.04~0.4eV。 附着力的性质 范德华力是存在于分子之间的一种吸引力。 定向力:来源于永久偶极距之间的相互作用。 诱导力:由于永久偶极矩的诱导作用而产生的力。 色散力:由电子在围绕原子核运动过程中所产生的瞬时偶极间的相互作用 而产生。 范德华力
3.1薄膜的附着性能 。静电力 o2.d E,= (3-2) 2·80·8 式中o为单位面积上的电荷量,d是双电层(电荷层)厚度, 和ε分别是真空和基体的介电常数。 理论计算表明,静电力的吸引能量与范德华力基本相近。 实际计算中有一定难度: 原因是单位面积上的电荷量σ计算困难 实际的费米能级确定困难(界面态、界面结构的影响)
3.1 薄膜的附着性能 0 2 2 d Es 式中σ为单位面积上的电荷量,d是双电层(电荷层)厚度, ε0 和 ε 分别是真空和基体的介电常数。 理论计算表明,静电力的吸引能量与范德华力基本相近。 实际计算中有一定难度: 原因是单位面积上的电荷量σ计算困难 实际的费米能级确定困难(界面态、界面结构的影响) (3-2) 静电力
3.1薄膜的附着性能 。化学键力 簿膜与基体之间形成化学键后的结合力。 化学吸附的吸附能在0.5~10eV。 化学键力在数值上比范德华力大得多。在薄膜与基体之 间并不是普遍地存在化学吸附,要使薄膜在基体上有牢固的 附着性必须在它们之间产生化学键。 附着现象实质是建立在原子间电子 的交互作用基础上,因此是电子性质的
附着现象实质是建立在原子间电子 的交互作用基础上,因此是电子性质的。 化学键力在数值上比范德华力大得多。在薄膜与基体之 间并不是普遍地存在化学吸附,要使薄膜在基体上有牢固的 附着性必须在它们之间产生化学键。 化学吸附的吸附能在0.5~10eV。 3.1 薄膜的附着性能 簿膜与基体之间形成化学键后的结合力。 化学键力