博远微朗 - Vision Precision Instruments

咨询电话:010 - 8071 0093
VPI Applications
案例中心
相同材料下,磁控溅射镀膜仪 VS 热蒸发镀膜仪,哪种方案适合我?
来源: | 作者:VPI_LXJ | 发布时间: 2025-03-14 | 128 次浏览 | 分享到:
磁控溅射和热蒸发是物理气相沉积领域常用的薄膜制备技术,在半导体和光学领域各有所长。李工结合VPI公司的SD - 650MH磁控溅射镀膜仪和SD - 100AF高真空热蒸发镀膜仪分析两者不同及选择方法。磁控溅射利用高能离子轰击靶材形成薄膜,薄膜质量高、致密性和附着力强,适合高熔点材料及合金化合物,VPI的SD - 650MH适用于高精度应用;热蒸发通过高温加热材料气化凝结成膜,工艺简单、沉积速度快、成本低,适合单一常规金属膜,VPI的SD - 100AF适合实验室快速试制。在半导体领域,磁控溅射是现代芯片制造主流,热蒸发用于实验室器件原型电极快速制备;光学领域,热蒸发适用于大批量低成本元件,磁控溅射用于高性能元件。若要求薄膜致密度高、附着力强选磁控溅射,追求快速镀膜和成本效益选热蒸发,敏感样品需分别讨论。科研人员和工程师应依实际需求选合适镀膜技术,VPI相关设备已成功应用,可联系技术应用工程师。

磁控溅射和热蒸发都是物理气相沉积(PVD)领域常用的薄膜制备技术。尽管它们都可以用于类似材料的镀膜(例如碳靶的溅射、碳棒的蒸发),但在半导体和光学领域中,不同的技术特性使得它们在实际应用中各有所长。

我们今天李工结合VPI公司的SD-650MH磁控溅射镀膜仪和SD-100AF高真空热蒸发镀膜仪,为您简单分析两种技术的不同,并探讨如何根据实际需求进行选择。


技术原理对比

磁控溅射利用等离子体中的高能离子轰击固态靶材,使靶材原子或分子被“溅射”到基片上形成薄膜。该技术的优势是薄膜质量高、致密性和附着力强,适合沉积高熔点材料及合金化合物。VPI的SD-650MH磁控溅射仪通过单靶、双靶、多靶位设计、精密的真空度控制(最高可达5×10^-5 Pa),能提供更稳定、更精确的薄膜沉积控制,适用于半导体芯片电极、互连层、ITO导电膜等高精度应用

热蒸发则是利用高温加热材料,使之在真空环境中气化或升华后再凝结于基板。热蒸发方法工艺相对更加简单、沉积速度快、设备维护成本低,更适合单一材料如金、银、铝等常规金属膜的快速镀膜。VPI的SD-100AF高真空热蒸发镀膜仪操作简便,更适合实验室的高真空纯金属薄膜的快速试制和日常镀膜需求。



半导体领域应用分析

半导体制造对薄膜的均匀性、致密性和可靠性要求极高。磁控溅射的优势明显,沉积的金属电极或阻挡层(如钛/钛氮)能更好地填充微观结构,确保深沟槽和孔洞底部覆盖均匀。这使磁控溅射技术成为现代芯片制造(如铜互连层、阻挡层沉积)的主流选择。

热蒸发则因速度快、成本相对低,常用于实验室中半导体器件原型的电极快速制备,例如硅片上的铝电极、金电极等。对于早期研发和低成本小批量试制,热蒸发也依然是经济且高效的选择。

例如:VPI的某研究实验室用户在制备硅基半导体传感器时,选择磁控溅射沉积Ti/Al薄膜电极,显著改善了薄膜与基片的结合强度;而早期在测试结构制备阶段,则普遍选择热蒸发快速形成电极,以提高研发效率。



光学领域应用分析

光学镀膜应用广泛,包括镜头镀膜、滤光片、防反射膜等。热蒸发一直是传统光学镀膜的重要方法,特别适用于大批量低成本光学元件的快速生产,如光学玻璃上的增透膜

但磁控溅射技术的出现使得更高质量、更致密的光学薄膜成为可能。尤其在高性能光学元件制备中,如高反射率激光镜、多层光学薄膜滤光片等,磁控溅射的膜层更为致密、耐环境性更佳,已成为当前主流工艺。

例如我们海外的用户使用VPI SD-650高真空三靶磁控溅射镀膜仪,制备高稳定性紫外带通滤光片,磁控溅射法得到的SiO/TiO膜层表现出明显更佳的湿度稳定性避免了传统热蒸发薄膜中吸湿导致性能变化的问题。



使用条件与选择建议

  • 若要求:薄膜致密度高、附着力强,尤其适合难熔材料、合金或化合物薄膜沉积,磁控溅射(如VPI SD-650系列、320MH系列等)是优先选择。

  • 若追求快速镀膜和成本效益,且所用材料多为单质低熔点金属(1500度以下),热蒸发(如VPI高真空热蒸发设备)更为合适。

  • 对于敏感样品(如塑料基材、有机材料),磁控溅射      和 热蒸发技术在不同场景和应用下,需要分别讨论,决定哪种薄膜制备技术更为合适

  • 半导体制备 高端光学应用通常首选磁控溅射,以保证膜层质量和一致性。


磁控溅射与热蒸发各有“更加适配的应用场景”(本质是从原子粒子的结合度的角度考虑),应根据具体技术需求选择合适方案。VPI的高真空磁控溅射镀膜仪 和 高真空热蒸发镀膜仪均已在众多实验室和工业场景中成功应用。通过理解不同技术的特性和优势,科研人员和工程师可依据实际需求,合理选择相应镀膜技术,以实现最佳性价比和工艺表现。

选择合适的镀膜技术,欢迎联系我们的技术应用工程师。