蒸镀生产光学镜片时有什么优缺点?相比溅镀又如何?

蒸镀 (Evoaporation)及溅镀 (Sputtering)

所谓的物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition, PVD)，就是以物理现象的方式，來近进行薄膜沉积的一种技术。在半导体制程中主要的PVD技术，有蒸镀 (Evoaporation)及溅镀 (Sputtering) 等兩种。前者是藉著对被蒸镀物体

加热，利用被蒸镀物在接近熔点时的高温所具备的饱和蒸气压，來进行薄膜沉积；而后者，则是利用电浆所产生的離子，藉著離子对被溅镀物电极(Electrode) 的轰击(Bombardment)，使电浆的气相 (Vapor phase) 内具有被镀物的原子，然后产

生沉积镀膜。本次微机电的实验为使用溅镀的方式來进行薄膜沉积。

http://www2.nkfust.edu.tw/~jcyu/Course/MEMS Lab/q.pdf

蒸镀

蒸镀镀膜就是在真空中通过电流加热、电子束轰击加热和镭射加热等方法，使薄膜材料蒸镀成为原子或分子，它们随即以较大的自由程作直线运动，碰撞基片表面而凝结，形成一层薄膜．蒸镀镀膜要求镀膜室内残余气体分子的平均自由程大於蒸镀源到基片的距离，尽可能减少蒸镀物的分子与气体分子碰撞的机会，这样才能保证薄膜纯净和牢固，蒸镀物也不至於氧化

在蒸镀镀膜过程中，要想控制蒸镀速率，必须精确控制蒸镀源的温度．蒸镀镀膜最常用的加热方法是电阻大电流加热．采用钨、钼、钽、铂等高熔点化学性能稳定的金属，做成适当形状的加热源，其上装入待蒸镀材料，让电流通过，对蒸镀材料进行直接加热蒸镀，或者把待蒸镀材料放入氧化铝、氮化硼或石墨等坩埚中进行间接加热蒸镀．例如蒸镀铝膜，铝的熔点为659 ℃，到1100 ℃时开始迅速蒸镀，常选用钨丝作为加热源，钨的熔化温度为380 ℃．在真空镀膜中，飞抵基片的气化原子或分子，除一部分被反射外，其於的被吸附在基片的表面上．被吸附的原子或分子在基片表面上进行扩散运动，一部分在运动中因相互碰撞而结聚成团，另一部分经过一段时间的滞留后，被蒸镀而离开基片表面．聚团可能会与表面扩散原子或分子发生碰撞时捕获原子或分子而增大，也可能因单个原子或分子脱离而变小．当聚团增大到一定程度时，便会形成稳定的核，核再捕获到飞抵的原子或分子，或在基片表面进行扩散运动的原子或分子就会生长．在生长过程中核与核合成而形成网路结构，网路被填实即生成连续的薄膜．显然，基片的表面条件（例如清洁度和不完整性）、基片的温度以及薄膜的沉积速率都将影响薄膜的品质．

http://www.phys.ncyu.edu.tw/~science/Textbook/95-NCYU-DAP-2-Thin-Film.doc

溅镀

一般溅镀现象多在两极间施加一直流电压，因此又称为直流溅镀，通常是利用气体的辉光放电效应，产生正离子束撞击靶原子。直流溅镀不能用来溅镀绝缘体，因为在直流溅镀时，撞击阴极靶材的离子所带的电荷不能被中和而停留在靶面上，使靶材变成带正电而阻止正电荷离子靠近，但用射频（RF）溅镀则可避免这个问题。所谓的射频溅镀是在介电质靶材背面加一金属电极且改用射频交流电（13.56 MHz），因为电子比正离子跑得快，在射频的正半周期已飞向靶面中和了负半周期所累积的正电荷，由於频率相当快，正离子一直留在电浆区，对靶材（阴极）仍维持相当高的正电位，因此溅射得以继续进行。所以射频溅镀法不仅可以溅镀金属，也可以溅镀绝缘体材料，其镀膜速率较直流溅镀快、成膜均匀、致密度高、成分与靶材差异小且与基板附著性佳。直流溅镀及射频溅镀，带电粒子的行进路线是沿著电场方向作直线运动，产生的电浆游离率并不高，大多数的气体原子都是不带电的，此种不带电的原子无法被加速而产生溅镀，导致溅镀效率降低，为了提高气体的游离率及溅镀效率，一般会在靶材上加装磁场，形成所谓的磁控溅镀。

http://www.ntut.edu.tw/~wwwemo/instrument_manual/sputter.htm

baidu的 有一部分答案 太阳能芯片应该就是指太阳能电池板1 硅系太阳能电池 1.1 单晶硅太阳能电池 硅系列太阳能电池中，单晶硅大阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成热的加工处理工艺基础上的。现在单晶硅的电地工艺己近成熟，在电池制作中，一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术，开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在此方面，德国夫朗霍费费莱堡太阳能系统研究所保持着世界领先水平。该研究所采用光刻照相技术将电池表面织构化，制成倒金字塔结构。并在表面把一13nm。厚的氧化物钝化层与两层减反射涂层相结合．通过改进了的电镀过程增加栅极的宽度和高度的比率：通过以上制得的电池转化效率超过23%，是大值可达23．3％。Kyocera公司制备的大面积（225cm2）单电晶太阳能电池转换效率为19．44%，国内北京太阳能研究所也积极进行高效晶体硅太阳能电池的研究和开发，研制的平面高效单晶硅电池（2cm X 2cm）转换效率达到19.79%，刻槽埋栅电极晶体硅电池（5cm X 5cm）转换效率达8.6%。 单晶硅太阳能电池转换效率无疑是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及相应的繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的。为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代产品，现在发展了薄膜太阳能电池，其中多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池就是典型代表。 1．2 多晶硅薄膜太阳能电池 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多。为了节省材料，人们从70年代中期就开始在廉价衬底上沉积多晶硅薄膜，但由于生长的硅膜晶粒大小，未能制成有价值的太阳能电池。为了获得大尺寸晶粒的薄膜，人们一直没有停止过研究，并提出了很多方法。目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法，包括低压化学气相沉积（LPCVD）和等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺。此外，液相外延法（LPPE）和溅射沉积法也可用来制备多晶硅薄膜电池。 化学气相沉积主要是以SiH2Cl2、SiHCl3、Sicl4或SiH4,为反应气体,在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。但研究发现，在非硅衬底上很难形成较大的晶粒,并且容易在晶粒间形成空隙。解决这一问题办法是先用 LPCVD在衬底上沉炽一层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的一个环节，目前采用的技术主要有固相结晶法和中区熔再结晶法。多晶硅薄膜电池除采用了再结晶工艺外，另外采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。德国费莱堡太阳能研究所采用区馆再结晶技术在FZ Si衬底上制得的多晶硅电池转换效率为19％，日本三菱公司用该法制备电池，效率达16.42%。 液相外延（LPE）法的原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜。美国Astropower公司采用LPE制备的电池效率达12．2％。中国光电发展技术中心的陈哲良采用液相外延法在冶金级硅片上生长出硅晶粒，并设计了一种类似于晶体硅薄膜太阳能电池的新型太阳能电池，称之为“硅粒”太阳能电池，但有关性能方面的报道还未见到。 多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，又无效率衰退问题，并且有可能在廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。 1.3 非晶硅薄膜太阳能电池 开发太阳能电池的两个关键问题就是：提高转换效率和 降低成本。由于非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展，其实早在70年代初，Carlson等就已经开始了对非晶硅电池的研制工作,近几年它的研制工作得到了迅速发展,目前世界上己有许多家公司在生产该种电池产品。 非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为1.7eV, 使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S一W效应，使得电池性能不稳定。解决这些问题的这径就是制备叠层太阳能电池，叠层太阳能电池是由在制备的p、i、n层单结太阳能电池上再沉积一个或多个P-i-n子电池制得的。叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于：①它把不同禁带宽度的材科组台在一起，提高了光谱的响应范围；②顶电池的i层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i层中的光生载流子抽出；③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小；④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。 非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法有很多，其中包括反应溅射法、PECVD法、LPCVD法等，反应原料气体为H2稀释的SiH4，衬底主要为玻璃及不锈钢片，制成的非晶硅薄膜经过不同的电池工艺过程可分别制得单结电池和叠层太阳能电池。目前非晶硅太阳能电池的研究取得两大进展：第一、三叠层结构非晶硅太阳能电池转换效率达到13％，创下新的记录；第二.三叠层太阳能电池年生产能力达5MW。美国联合太阳能公司（VSSC）制得的单结太阳能电池最高转换效率为9．3%，三带隙三叠层电池最高转换效率为13％，见表1 上述最高转换效率是在小面积（0．25cm2）电池上取得的。曾有文献报道单结非晶硅太阳能电池转换效率超过12．5％，日本中央研究院采用一系列新措施，制得的非晶硅电池的转换效率为13．2％。国内关于非晶硅薄膜电池特别是叠层太阳能电池的研究并不多，南开大学的耿新华等采用工业用材料，以铝背电极制备出面积为20X20cm2、转换效率为8．28％的a－Si/a－Si叠层太阳能电池。 非晶硅太阳能电池由于具有较高的转换效率和较低的成本及重量轻等特点，有着极大的潜力。但同时由于它的稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

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