磁控溅射操作流程

磁控溅射操作流程
磁控溅射操作流程

开循环冷却水(仅供参考,具体需根据实际)

起降温作用,避免腔体在高温下工作;

摁下按钮,两绿灯发亮,表示工作正常。

开电源(左边)

相序,循环水两灯亮时,表示供电正常。依次打开样品转动控制电源。靶挡板电机控制电源和电脑软件。

开腔体(开V2,开N2(气压计),到大气压,关N2,开腔,关V2)先开V2(与空气相同)使腔内气压与大气压平衡,再摁升腔按钮打开腔体。这时便可以进行装取靶材和基片。装完后检查样品与靶位是否正对,以及转盘与靶位是否正对(如果出现偏移,则需关闭软件以及样品转动控制电源和靶挡板电机控制电源的开关,将彼此位置手动调整为正对)

关闭V2

关腔体

摁降腔关闭腔体,注意:此过程中避免发生任何碰撞。

腔体关闭后,确认与电流源A、B、C、D、E对应的靶位是否正确。

第二部分:抽真空

进行此步骤前要确保V1、V2、V3、V4、和G都已关闭

旁抽:1 打开复合真空计

2 摁下机械泵开关

3 打开旁抽阀V1,逆时针开两圈,10秒后再开5圈(缓慢打开V1,防止油泵返油,污染腔室,损坏高真空计)

4 观察气压,当腔内气压低于5Pa时,可进行主抽。

主抽:1 关V1

2 开电磁阀:气压示数会增大,当气压计示数变化缓慢时可进行下一步

3 启动分子泵(绿灯由闪亮变为常亮,若出现红灯则工作不正常);屏幕上会依次显示‘▽’,‘▽▽’,‘▽▽’,当出现‘▽▽’时表示分子泵已处于较高速度,出现‘▽▽’表示分子泵已达到最高转速(约49000 rad/min).

4 打开闸板阀G时,要特别注意平衡阀门两侧的气压(若真空计示数超过10Pa,则应该关闭电磁阀,打开V1,使腔内真空度降低,而后关闭V1,打开电磁阀,再打开闸板阀),当两侧气压相差不大时,出现‘▽▽’时即可打开闸板阀,开闸板阀时转到底后回转两圈。等待约6小时,完成抽真空。

如需升温则进行此步骤:先将加热控温模块调至所需温度,长摁run至相应绿灯亮,再调节电流至合适大小(2A)开始进行升温,升温完成后关闭闸板阀G()。

进行起辉

压强调节:

1 打开流量显示仪预热3分钟(将设定流量调到零,待零点稳定后)。

2 开V4(将管中的不干净气体抽出)。

3 打开Ar气瓶总阀(减压阀减压表压力应小于0.3MPa)

4 把质量流量计打到“阀控”档,调节至所需流量。

若是混合气体,则不开V4。

1 先开V3再开V5、V6,一会后关闭V3、V5、V6。

2 开V6,开Ar气瓶总阀,将Ar气流量计打到“阀控”档,调节至所需流量。

3 开V5,开H气瓶总阀,将H气流量计打到“阀控”档,调节至所需流量。

4 开V3

5 适当调节闸板阀关闭的大小来调节工作压强。

功率调节:(确保电源线和相应的靶材连接正确,以及电源旋转开关转到相应的电源,再下一步)

1 使靶材挡板处于打开状态

2 开电源总开关

3 开直流电源开关,调节所需功率,按下“on”按钮。

开射频电源开关,调节至所需功率

4 观察起辉

程序控制进行镀膜:修改(工艺,时间(位置),托盘,启动)程序所需值,开始镀膜直至完成。

第四部分:关机

关机步骤

1 将电源中的功率调至0,关闭电源。

2 关闭闸板阀G

3 关闭流量计:将流量计旋钮调0后,将阀控调至关闭状态

4 关V4后再关Ar气

若是混合气体:

1 将H气流量计旋钮调0后,将阀控调至关闭状态,关V5,关H气瓶总阀门

2 将Ar气流量计旋钮调0后,将阀控调至关闭状态,关V6,关Ar气瓶总阀门

3 关V3。

5 (进行降温,将电流调为0后再长按run至绿灯熄灭,待温度降至100摄氏度以后,)关闭分子泵。待分子泵转速降为0时,关闭电磁阀,再关闭机械泵,关闭电源,最后关闭循环水,拔掉插头。

磁控溅射镀膜原理和工艺设计

磁控溅射镀膜原理及工艺 摘要:真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术,在现实生产生活中有着广泛的应用。真空镀膜技术有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。这里主要讲一下由溅射镀 膜技术发展来的磁控溅射镀膜的原理及相应工艺的研究。 关键词:溅射;溅射变量;工作气压;沉积率。 绪论 溅射现象于1870年开始用于镀膜技术,1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。常用二极溅射设备如右图。 通常将欲沉积的材料制成板材-靶,固定在阴 极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶一定距 离。系统抽至高真空后充入(10~1)帕的气体(通 常为氩气),在阴极和阳极间加几千伏电压,两极 间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作 用下飞向阴极,与靶表面原子碰撞,受碰撞从靶 面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十 电子伏范围内。溅射原子在基片表面沉积成膜。 其中磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的 成就之一。它以溅射率高、基片温升低、膜-基结 合力好、装置性能稳定、操作控制方便等优点, 成为镀膜工业应用领域(特别是建筑镀膜玻璃、透 明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等对大面积的均 匀性有特别苛刻要求的连续镀膜场合)的首选方 案。 1磁控溅射原理 溅射属于PDV(物理气相沉积)三种基本方法:真空蒸发、溅射、离子镀(空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀)中的一种。 磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar正离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区

磁控溅射镀膜简介

磁控溅射镀膜简介 溅射薄膜靶材按其不同的功能和应用可大致分为机械功能膜相物理功能膜两大类。前者包括耐摩、减摩、耐热、抗蚀等表面强化薄膜材料、固体润滑薄膜材料, 后者包括电、磁、声、光等功能薄膜材料靶材等, 具体应用在玻璃涂层(各种建筑玻璃、ITO透明导电玻璃、家电玻璃、高反射后视镜及亚克力镀膜), 工艺品装饰镀膜, 高速钢刀具镀膜, 切削刀具镀膜, 太阳能反光材料镀膜, 光电、半导体、光磁储存媒体、被动组件、平面显示器、微机电、光学组件、及各类机械耐磨、润滑、生物医学, 各种新型功能镀膜(如硬质膜、金属膜、半导体膜、介质膜、碳膜、铁磁膜和磁性薄膜等) 采用Cr,Cr-CrN等合金靶材或镶嵌靶材,在N2,CH4等气氛中进行反应溅射镀膜,可以在各种工件上镀Cr,CrC,CrN等镀层。纯Cr的显微硬度为425~840HV,CrN为1000~350OHV,不仅硬度高且摩擦系数小,可代替水溶液电镀铬。电镀会使钢发生氢脆、速率慢,而且会产生环境污染问题。 用TiN,TiC等超硬镀层涂覆刀具、模具等表面,摩擦系数小,化学稳定性好,具有优良的耐热、耐磨、抗氧化、耐冲击等性能,既可以提高刀具、模具等的工作特性,又可以提高使用寿命,一般可使刀具寿命提高3~10倍。 TiN,TiC,Al2O3等膜层化学性能稳定,在许多介质中具有良好的耐蚀性,可以作为基体材料保护膜。溅射镀膜法和液体急冷法都能制取非晶态合金,其成分几乎相同,腐蚀特性和电化学特性也没有什么差别,只是溅射法得到的非晶态膜阳极电流和氧化速率略大。

在高温、低温、超高真空、射线辐照等特殊条件下工作的机械部件不能用润滑油,只有用软金属或层状物质等固体润滑剂。常用的固体润滑剂有软金属(Au,Ag,Pb,Sn等),层状物质(MoS2,WS2,石墨,CaF2,云母等),高分子材料(尼龙、聚四氟乙烯等)等。其中溅射法制取MoS2膜及聚四氟乙烯膜十分有效。虽然MoS2膜可用化学反应镀膜法制作,但是溅射镀膜法得到的MoS2膜致密性好,附着性优良。MoS2溅射膜的摩擦系数很低,在0.02~0.05范围内。MoS2在实际应用时有两个问题:一是对有些基体材料如Ag,Cu,Be等目前还不能涂覆;二是随湿度增加,MoS2膜的附着性变差。在大气中使用要添加Sb2O3等防氧化剂,以便在MoS2表面形成一种保护膜。 溅射法可以制取聚四氟乙烯膜。试验表明,这种高分子材料薄膜的润滑特性不受环境湿度的影响,可长期在大气环境中使用,是一种很有发展前途的固体润滑剂。其使用温度上限为5OoC,低于-260oC时才失去润滑性。 MoS2、聚四氟乙烯等溅射膜,在长时间放置后性能变化不大,这对长时间备用、突然使用又要求可靠的设备如防震、报警、防火、保险装置等是较为理想的固体润滑剂。 内容来源:宝钢代理商https://www.360docs.net/doc/fb10919172.html, 欢迎多多交流!!!

磁控溅射问题及解决

磁控溅射镀膜工艺六大常见问题点及改善对策: 1.膜层灰暗及发黑 (1)真空度低于0.67Pa。应将真空度提高到0.13-0.4Pa。 (2)氩气纯度低于99.9%。应换用纯度为99.99%的氩气。 (3)充气系统漏气。应检查充气系统,排除漏气现象。 (4)底漆未充分固化。应适当延长底漆的固化时间。 (5)镀件放气量太大。应进行干燥和封孔处理 2.膜层表面光泽暗淡 (1)底漆固化不良或变质。应适当延长底漆的固化时间或更换底漆。 (2)溅射时间太长。应适当缩短。 (3)溅射成膜速度太快。应适当降低溅射电流或电压 3.膜层色泽不均 (1)底漆喷涂得不均匀。应改进底漆的施涂方法。 (2)膜层太薄。应适当提高溅射速度或延长溅射时间。 (3)夹具设计不合理。应改进夹具设计。 (4)镀件的几何形状太复杂。应适当提高镀件的旋转速度 4.膜层发皱、龟裂 (1)底漆喷涂得太厚。应控制在7—lOtan厚度范围内。 (2)涂料的粘度太高。应适当降低。 (3)蒸发速度太快。应适当减慢。 (4)膜层太厚。应适当缩短溅射时间。 (5)镀件温度太高。应适当缩短对镀件的加温时间 5.膜层表面有水迹、指纹及灰粒 (1)镀件清洗后未充分干燥。应加强镀前处理。

(2)镀件表面溅上水珠或唾液。应加强文明生产,操作者应带口罩。 (3)涂底漆后手接触过镀件,表面留下指纹。应严禁用手接触镀件表面。 (4)涂料中有颗粒物。应过滤涂料或更换涂料。 (5)静电除尘失效或喷涂和固化环境中有颗粒灰尘。应更换除尘器,并保持工作环境的清洁 6.膜层附着力不良 (1)镀件除油脱脂不彻底。应加强镀前处理。 (2)真空室内不清洁。应清洗真空室。值得注意的是,在装靶和拆靶的过程中,严禁用手或不干净的物体与磁控源接触,以保证磁控源具有较高的清洁度,这是提高膜层结合力的重要措施之一。 (3)夹具不清洁。应清洗夹具。 (4)底涂料选用不当。应更换涂料。 (5)溅射工艺条件控制不当。应改进溅射镀工艺条件

磁控溅射镀膜多年经验总结

黑色实验总结 1、材料对比 ⑴ TiC TiC是最常见、最经济的一种黑色硬质膜。颜色可以做到比较深,耐磨性能也很好,但其色调不够纯正,总是黑中略带黄色。并且由于钛的熔点相对较低,在溅射时易出现大的颗粒,使其光令度不易得到改善。防指印的能力也不好,擦后变黄、变朦。 ⑵ CrC CrC的总体色调相对TiC要好,虽然达不到TiC那样黑,但更纯正,带白。由于铬在溅射时直接由固态直接变为气态,故虽然铬的溅射系数很大,膜层沉积速率很快,但其光令度却比TiC好。防指印性能也比TiC好。Cr为脆性材料,膜层的残余应力对耐磨性能的影响尤为重要。 ⑶ TiAlC 由于铝有细化晶粒的作用,所以TiAlC膜层的光令度和防指印的能力均较好。但是铝的熔点很低,要求铝靶的冷却效果要好,施加在铝靶上的功率也不能太大。从TiAlC膜层本身来说,也要求铝的含量要低,不然不够黑。但如果铝靶的功率太低,很容易中毒。建议采用平面铝靶或使用一定铝含量的铝钛合金靶材。 ⑷ TiCrAlC TiCrAlC是用小平面靶试电的,结果光令度和防指印的能力很好,这可能有两个原因:①材料本身的光令度和防指印的能力较好;②采用平面靶轰击打底。其耐磨能力也比较好,这可能是由于:①TiCrAl靶材致密;②TiCrAlC本身比较耐磨;③小平面靶的功率密度比较高,溅射出的粒子能量较高,故膜层致密。 ⑸ TiCN TiCN是一种硬度与耐磨性能较好的薄膜,其颜色甚至可以比TiC更黑,手摸起来不光滑,有粘粘的感觉,但防指印的能力却很好,擦后不会变色,也不会变朦。 2、实验机配置 ⑴ 电源 ① AE中频电源 AE电源的精度很高,对靶材的要求不高,电源自我保护的能力比较强,也因此对真空度等外界条件的要求更苛刻,易灭辉。镀出的CrC膜层光令度与防指印的效果较好,但颜色黑中带蓝。耐磨性能也是试过的电源中最好的。 ② 新达中频电源 新达电源的功率比较大,可以并机使用的它的一大优势。镀出的CrC膜层很黑,但带白,耐磨能力比AE电源镀出的膜层要查差。 ③ 盛普中频电源 盛普电源的稳定性相对其它电源来说要差一些,实际功率不大。镀出的CrC膜层略显黄色,

JGP磁控溅射仪操作步骤

JGP –650型双室超高真空多功能磁控溅射系统操作步骤 一、开机前的准备工作: 1、开动水阀,接通冷水,检查水压是否足够大,水压控制器是否起作用,保证水路畅通。 2、检查总供电电源配线是否完好,地线是否接好,所有仪表电源开关是否处于关闭状态。 3、检查分子泵、机械泵油是否到标注线。 4、检查系统所有的阀门是否全部处于关闭状态,确定磁控溅射室完全处在抽真空前封闭状态。 二、换样品过程: 1、先打开真空显示仪,检查溅射室是否处于真空状态,若处于真空状态,首先要放气,室内的大气压与外界的大气压平衡,打开溅射室内的照明灯,看看机械手是否放在靶档板下面,定位锁是否已经抽出时(拔起),才能决定把屏蔽罩升起。 2、按动进步电机升开关,让屏蔽罩缓缓升起,到合适位置为止,当屏蔽罩升到最高位置时,进步电机升开关将不起作用。 3、换样品(靶材)时:松动螺丝,用清洗干净的镊子小心取出靶材,把靶材放到干净的容器内,以防污染;用纱布沾高纯酒精把溅射室清洗干净;放靶材时,一定要让靶材和靶面接触(即靶材必须是一平面,不平者勿用),把靶材放在中心(与靶的边界相距2-3mm.一定要用万用表来测量靶材(正极与靶外壁(负极)要断开,否则将要烧坏;然后把基片放在上面的样品架上(松动螺丝,把基片放在样品架上,然后上紧螺丝)。把样品架卡在转盘上。 4、按动进步电机降开关,让屏蔽罩缓缓下降,当下降到接近溅射室时,一定要把定位仪贴在屏蔽罩壁上,可以用左手按进步电机降开关,右手推动屏蔽罩使其安全降下来,注意千万不要使溅射室上真空圈损坏,一旦真空圈损坏,整个溅射室就无法抽真空,仪器不能正常工作。 三、抽真空过程 1、换好样品后,磁控溅射室、进样室、和分子泵都处于大气状态,插板阀G2

射频磁控溅射详细操作流程与真空系统

磁控溅射操作流程 1、开循环水(总阀、分子泵),放气(两个小金属片打开;旁抽阀;V6)放完气后关闭; 2、开总电源,开腔装样品,开机械泵,抽到10pa以下; 3、开电磁阀,抽到10pa以下,开分子泵(按下绿色start按钮,分子泵加速,显示为400) 时,关旁抽阀,再打开高阀;开溅射室烘烤,将电压调节至75V,烘烤时间为1h; 4、抽到1·10-4pa后,抽管道(缓慢打开V1截止阀,V2阀);打开质量流量计电源,待示 数稳定后,将阀开关拨至“阀控”位置,再将设定旋钮向右调节至最大,待示数变为“0” 时,将阀门开关拨至“关闭”,同时将设定旋钮设定为0; 5、开气瓶(一定要确定阀开关处于“关闭”位置,调节分压阀数值约为0.1mp;待质量流 量计示数稳定后,将阀开关拨至“阀控”位置,调节到所需设定值,如20sccm; 6、开A靶、水冷盘、其他靶的循环水; 7、慢慢讲高阀回调,调节气压至1~3pa,起辉(开总控制电源、A靶射频电源、A靶),调 节功率至60w,(A靶处的tune、load先处于WN状态,要进行调节时,应调节至Auto),调节tune为50%,Load值为10%~20之间(调节后需调回WN状态);再按R.F起辉; 8、将高阀门调至最外,待气压稳定之后预溅射15分钟,在此期间要对齿轮挡板进行定位(先 将小刚圈上提右转放下,然后向外旋转“马达”旁边的齿轮,直到听到“啪”的一声,最后左转上提小刚圈); 9、打开电脑后面右边的三个电源开关,开电脑; 10、实验。调节好实验所需压强、功率、气体等,设置“样品位置”,“样品编号”,“挡板位 置”(样品位置以A靶为标准,样品编号即为此时位于A靶上方样品的编号,挡靶位置在装挡板时就已位于B靶处,所以挡板默认为B靶所在位置,所有参数、位置设定好后即可开始镀膜; 11、每次镀膜完,要对其参数进行设定—应用—运行,待齿轮旋转不动时,用机械手推动挡 板至B靶所在位置(上中下三孔对齐),—确定—两个360°—样品放在E靶—挡板放在B靶—开始。 12、镀膜结束。先关闭电脑,然后关闭R.F,将功率调节至0,依次关闭三个电源(最后关 总溅射电源),关闭气瓶总阀,调节气体质量流量计至最大,待其示数变小为零;关闭分压阀,待流量计示数变为零,关闭质量流量计,依次关闭V2、V1阀,随后关闭高阀,按分子泵Stop键,待其示数降为零,再关闭分子泵电源; 13、依次关闭电磁阀、溅射室机械泵、设备总电源,关闭所有循环水。

磁控溅射操作流程及注意事项

磁控溅射操作流程及注意事项 一、打开冷却水箱电源()注:水箱电源是设备的总电源。,水压控制器是否起作 用。0.1MPa)检查水压是否足够大(二、放气 2.1 确认磁控溅射室内部温度已经冷却到室温; 2.2 检查所有阀门是否全部处于关闭状态; 2.3 磁控溅射室的放气阀是V2,放气时旋钮缓慢打开,这可以保证进入气流不会太大; 2.4 放气完毕将气阀关紧。 三、装卸试样与靶材 3.1 打开B柜总电源(在B9面板上),电源三相指示灯全亮为正常。 3.2 提升或降落(B4“升”或“降“)样品台要注意点动操作,不要连续操作。 3.3 装卸试样与靶材要戴一次性薄膜手套,避免油污、灰尘等污染。 3.4 磁控靶屏蔽罩与阴极间距为2-3毫米,屏蔽罩与阴极应该为断路状态。 3.5 装载试样要注意试验所用样品座位置与档板上溅射孔的对应,并记录样品座的编号及目前所对应的靶位。 3.6 降落样品台时要注意样品台与溅射室的吻合,并用工业酒精擦洗干净样品台与溅射室的配合面。 四、抽真空 4.1 确认D面板“热电偶测量选择”指示“Ⅰ”时; 4.2 确认闸板阀G2、G4已经关闭; 4.3 打开B4上“机械泵Ⅰ”,再打开气阀V1,开始抽低真空。 4.4 打开B3面板的电源开关,同时关闭“复合”键。可以从B3-1处观察低真空度。(低真空测量下限为0.1Pa)。当真空度小于5Pa可以开始抽高真空。 4.5 关闭气阀V1,打开B4上“电磁阀Ⅰ”(确认听到响声表示电磁阀已开) 4.6 打开B8面板的磁控室分子泵电源,按下“START”键,按下FUNC/DA TA键,数字开始逐步上升,等大于H100.0后打开闸板阀G1,随后分子泵速上升并稳定到H400.0。 4.7 磁控室的高真空度在B2面板显示,不要一直开着高真空的测量,也不要频繁开关, 通常每隔1-2小时可打开观察一次,等示数稳定后再关闭(一般不超过3分钟)。 五、充气 5.1确认高真空度达到了-4、-5的数量级,在充气之前必须关闭高真空计; 5.2 打开A1面板上MFC电源,预热3分钟; 5.3 稍关闭闸板阀G1到一定程度,但不要完全关紧 5.4 打开V4、V6(若是二路进气,V5应和V6同时打开)阀门 5.5 将控制阀扳到“阀控“位置 5.6 打开气瓶阀门,稍旋紧减压阀至压力示数为0.1MPa即可; 5.7 调节MFC阀控的设定(一般在30左右),再进一步关紧闸板阀使得低真空(B3-1)读数接近所需的溅射压强,然后通过微调MFC阀控得到所需的溅射压强。

磁控溅射操作规程

磁控溅射设备操作规程 开机过程 1.开电柜A水阀(注意有两水路,阀门上标签为电柜左(A),电柜右(B)). 2.开电柜A总控制电源. 3.开机械泵,打开旁抽阀V 1 ,开低真空计电源,用机械泵抽至机械泵抽压极限(或5Pa 以下). 4.关闭旁抽阀V 1.开闸板阀G,开前级阀(电磁阀DF 1 ) 5.观察低压真空计示数是否稳定(稳定时即为系统不漏气),待稳定后开分子泵(KYKY) 总电源. 6.观察分子泵显示窗口为闪动的450Hz时,按下分子泵启动按钮,分子泵加速. 7.当分子泵转速稳定,窗口显示为450Hz后,按下高真空计DL-7电源按钮,观察真 空室真空度,等待达到溅射所需的本底真空度(一般为10-4Pa). 溅射过程 1.关闭高真空计DL-7(!进气之前一定要关闭,否则高真空计会被损坏),然后打开充 气阀V2,再打开截止阀V5. 2.开氩气瓶总阀,开减压阀,观察其指示小于1.5格(三个大气压)即可. 3.开质量流量计电源,将MFC1打到阀控位 4.关小闸板阀G,此调节过程配合旋动旋钮调节气体流量,使低压真空计示数(直 流溅射一般为2~5Pa之间,射频一般在5-8Pa之间). 5.开电柜B水阀,开电柜B总控制电源. (1).直流溅射:开电柜B中相对应靶位直流溅射电源,调节功率使使靶上方氩气电离启辉.旋转功率调节旋钮,使溅射功率达到所需要的数值.待板压和板流稳定后,转动挡板和转盘,转动挡板和转盘到相应的靶上,开始溅射并计时.溅射完毕后,将功率调节旋钮逆时针调到最小,按下停止按钮.然后关闭电柜B的总控制电源. (2).射频溅射:按下电柜B中射频功率源的Uf按钮,电子管预热5-10分钟.按下Ua的开始按钮,通过Ua粗调和细调增大板压,使靶上方氩气电离启辉.调节SP-II 型射频匹配器的C1,C2(调节一个时,另一个不动),使反射功率最小,驻波比小于1.5.增大Ua,调节匹配器的电容使反射功率始终最小,如此反复调节使溅射功率达到所需要的数值.预溅射几分钟后,转动挡板和转盘到相应的靶上,即可开始溅射. (3).溅射完毕后,将Ua调到最小,按下Ua的停止按钮.等待几分钟后按下Uf按钮.然后关闭电柜B的总控制电源. (如果需要给衬底加热,方法同退火过程的5,6步骤). 靶挡板和转盘的转动:可通过电脑上的控制软件或手动转动.注意转盘和样品挡板同时转动前一定要检查定位插销,不能使转盘被卡住;只对样品进行转动操作前,需要将样品挡板卡住;为了不使加热电缆缠绕,不能大角度转动转盘. 6.溅射完毕后,关闭氩气的过程:先关气瓶总阀,后关减压阀,再将MFC1打到关闭, 待流量计显示为0后关闭流量计电源.先关V5后关V2,开大闸板阀G,让分子泵将真空室抽至高真空.

磁控溅射操作流程及注意事项

磁控溅射操作流程及注意事项

磁控溅射操作流程及注意事项 一、打开冷却水箱电源(注:水箱电源是设备的总电源。) 检查水压是否足够大(0.1MPa),水压控制器是否起作用。 二、放气 2.1 确认磁控溅射室内部温度已经冷却到室温; 2.2 检查所有阀门是否全部处于关闭状态; 2.3 磁控溅射室的放气阀是V2,放气时旋钮缓慢打开,这能够保证进入气流不会太大; 2.4 放气完毕将气阀关紧。 三、装卸试样与靶材 3.1 打开B柜总电源(在B9面板上),电源三相指示灯全亮为正常。 3.2 提升或降落(B4“升”或“降“)样品台要注意点动操作,不要连续操作。 3.3 装卸试样与靶材要戴一次性薄膜手套,避免油污、灰尘等污染。 3.4 磁控靶屏蔽罩与阴极间距为2-3毫米,屏蔽罩与阴极应该为断路状态。 3.5 装载试样要注意试验所用样品座位置与档板上溅射孔的对应,并记录样品座的编号及当前所对应的靶位。 3.6 降落样品台时要注意样品台与溅射室的吻合,并用工业酒

精擦洗干净样品台与溅射室的配合面。 四、抽真空 4.1 确认D面板“热电偶测量选择”指示“Ⅰ”时; 4.2 确认闸板阀G2、G4已经关闭; 4.3 打开B4上“机械泵Ⅰ”,再打开气阀V1,开始抽低真空。 4.4 打开B3面板的电源开关,同时关闭“复合”键。能够从B3-1处观察低真空度。(低真空测量下限为0.1Pa)。当真空度小于5Pa能够开始抽高真空。 4.5 关闭气阀V1,打开B4上“电磁阀Ⅰ”(确认听到响声表示电磁阀已开) 4.6 打开B8面板的磁控室分子泵电源,按下“START”键,按下FUNC/DATA键,数字开始逐步上升,等大于H100.0后打开闸板阀G1,随后分子泵速上升并稳定到H400.0。 4.7 磁控室的高真空度在B2面板显示,不要一直开着高真空的测量,也不要频繁开关, 一般每隔1-2小时可打开观察一次,等示数稳定后再关闭(一般不超过3分钟)。 五、充气 5.1确认高真空度达到了-4、-5的数量级,在充气之前必须关闭高真空计; 5.2 打开A1面板上MFC电源,预热3分钟; 5.3 稍关闭闸板阀G1到一定程度,但不要完全关紧 5.4 打开V4、V6(若是二路进气,V5应和V6同时打开)

PVD镀膜工艺设计

PVD镀膜工艺 PVD镀膜工艺 1.装饰件材料(底材) (1)金属。不锈钢、钢基合金、锌基合金等。 (2)玻璃、陶瓷。 (3)塑料。abs、pvc、pc、sheet、尼龙、水晶等。 (4)柔性材料。涤纶膜、pc、纸张、布、泡沫塑料、钢带等。 2.装饰膜种类 (1)金属基材装饰膜层:tin、zrn、tic、crnx、ticn、crcn、ti02、al等。 (2)玻璃、陶瓷装饰膜层:tio2、cr2o3、mgf2、zns等。 (3)塑料基材装饰膜层:ai、cu、ni、si02、ti02、ito、mgf2。 (4)柔性材料装饰膜层:al、lto、ti02、zns等。 3.部分金属基材装饰膜颜色 金属基材装饰膜的种类和色调很多。表1为部分金属基材装饰膜的种类及颜色。 表1 部分金属基材装饰膜的种类及颜色膜层种类 色调 tinx 浅黄、金黄、棕黄、黑色 tic 浅灰色、深灰色 ticxny

赤金黄色、玫瑰金色、棕色、紫色 tin+ au 金色 zrn 金黄色 zrcxny 金色、银色 tio2 紫青蓝、绿、黄、橙红色 crnx 银白色 tixal-nx 金黄色、棕色、黑色 tixzral-nx 金黄色 3.装饰膜的镀制工艺 一.金属件装饰膜镀制工艺 比较成熟的镀膜技术有电弧离子镀、磁控溅射离子镀和复合离子镀。下面分别从各类镀膜技术中选取一种具有代表性的典型镀制工艺进行介绍。 1)用电弧离子镀的方法为黄铜电镀亮铬或镍手表壳镀制ticn膜。 采用小弧源镀膜机和脉冲偏压电源; (1)工件清洗、上架、入炉

工件在入炉之前要经过超声波清洗、酸洗和漂洗三道工序。 首先是在超声波清洗槽中放入按使用要求配制的金属清洗剂,利用超声波进行脱脂、清洗。清洗之后,进行酸洗,它可以中和超声波清洗时残余的碱液,还能起到活化处理的作用。然后进行漂洗以彻底除去酸液,漂洗时必须采用去离子纯净水或蒸馏水。经过三洗后,即时进行烘干,温度一般控制在100℃左右,时间为1h左右。也可以风吹干后马上人炉。 (2)镀膜前的准备工作 ①清洁真空镀膜室。用吸尘器将真空镀膜室清洁一遍。当经过多次镀膜时,真空镀膜室的内衬板还需作定期清洗,一般是半个月清洗一次。 ②检查电弧蒸发源。工作前,要确保电弧蒸发源发源安装正确,绝缘良好,引弧针控制灵活,程合适,恰好能触及阴极表面。 ③检查工件架的绝缘情况。工件架与地之间的绝缘必须须良好,负偏压电源与工件架的接触点点必须接触良好。 以上几项工作确保没有问题后,才可以关闭真空镀膜室的门,进行抽气和镀膜。 (3)抽真空 真空抽至6.6 x 10-3pa。开始是粗抽,从大气抽至5pa左右,用油扩散泵进行细抽。在粗抽时,可以烘烤加热至150℃。伴随镀膜室温度的升高,器壁放气会使真空度降低,然后又回升,等到温度回升到6.6 x 10-3pa时方可进行镀膜工作。 (4)轰击清洗 ①氩离子轰击清洗

磁控溅射和电弧离子镀技术和应用介绍

薄膜/涂层制备技术 (磁控溅射和电弧离子镀)及应用
雷浩

薄膜/涂层的概念与特点
概念:薄膜/涂层是一类用特殊方法获得的,依 靠基体支撑并具有与基体不同的结构和性能的 二维材料。薄膜(Films):厚度 < 1m,如光电功 能薄膜等;涂层(Coatings):厚度 ≥ 1m,如硬质 涂层、防护涂层等。
薄膜/涂层特征: 1)厚度 (纳米,微米,毫米) 2)有基体支撑(不是单独存在的) 3)特殊的结构和性能(与块体材料相区别) 4)特殊的形成方式

薄膜/涂层的概念与特点与分类
应用: 光学薄膜、微电子薄膜、光电子学薄膜、集成电路薄 膜、防护功能薄膜。
? 种类:
(1)以材料种类划分:金属、合金、陶瓷、半导体、化 合物、高分子薄膜等。 (2)以晶体结构划分:单晶、多晶、纳米晶、非晶 (3)以厚度划分:纳米薄膜,微米薄膜和厚膜。 (4)以薄膜组成结构划分:多层薄膜,梯度薄膜,复合 薄膜。

薄膜/涂层的种类及应用
? 电子工业:电极、电阻膜、电介质膜、绝缘膜、 透明导电膜、超导膜等。
? 光学工业:荧光膜、反射膜、增透膜、干涉膜 等。
? 机械工业:硬化膜、耐热膜、耐腐蚀膜等。 ? 能源工业:聚热膜、防反射膜、透射膜等。 ? 传感器:热敏、气敏、压敏、氧气传感器、红
外线传感器等。 ? 其它:装饰膜等。

薄膜和涂层的制备方法
湿式成膜 干式成膜
电镀 化学镀 微弧氧化 溶胶-凝胶膜
涂敷法(喷涂、甩胶、浸涂)
热浸渗(化学热处理)、热扩散法 电阻热蒸发
物理气相沉积 (PVD)
真空蒸发镀 溅射沉积
电子束蒸发 激光蒸发
电弧离子镀
化学气相沉积 (CVD)
等离子体增强CVD(PECVD) 辉光CVD,热丝CVD

磁控溅射

磁控溅射操作步骤 开机 先开气泵:插入气泵电源,打开气泵上的红色球阀 再开循环水机:插入电源插头,按循环水机上的启动按钮,按设定键,按上下键,设置水温然后开墙壁上的空气开关,再开电源控制柜上的空气开关,此时电源启动红色按钮亮 抽真空步骤 开电源启动,开机械泵,开旁路阀,开截止阀,开流量计,然后把流量开关打至清洗状态,待真空抽至10Pa以下,把流量开关打至关闭状态,待真空抽至5Pa以下,关旁路阀,开前级阀,待前级真空小于5Pa,开分子泵,开主阀。 待真空抽至工作真空,开电机旋转 镀膜 先将限流阀关闭,将流量开关打至阀控状态,调节流量电位器控制腔室气压(此时电离规是开着的,调气压至所需真空)关电离规 射频电源:先开电源总开关按钮,待红色按钮灯亮后,再开绿色按钮,调节粗调旋钮(先小功率),然后调节C1,C2,需慢慢调节,使反射功率调至最小。入射功率越大,说明输出功率越大,射频电源有自偏压时,此时腔室内靶已经起辉,开始溅射。待溅射几分钟后,打开靶挡板。 直流电源:开电源开关,开启动按钮,此时靶已起辉,开始溅射,再调电流调节按钮,增大功率。 射频电源:起辉气压需调至2Pa左右,待起辉后,再将气压降下至0.5Pa。射频清洗时,气压在1-2Pa之间,清洗时射频应小功率。 直流功率过大,电源会保护,需关掉直流电源开关重启 关机:先关电离规,关镀膜电源将旋钮调至最小 关气,将流量开关调至关闭,将旋钮调至最小 开限流阀,关截止阀,关主阀,关分子泵,待分子泵转速为零,关前级阀,关机械泵,关电源启动 关水,关气,关总电源 开机及抽真空操作 打开循环水机通水并确认水温 开控制箱电源启动 打开真空计(电阻规)电源。并将复合真空计打到手动控制档 打开放气阀破真空,手动打开上盖进行基片装卸。装卸完成后盖上上盖并关闭放气阀 打开机械泵 打开旁路阀 当腔室小于5Pa后关闭旁路阀,然后打开前级阀 当前级气压小于5Pa(即电阻规2的读数小于5Pa)后开分子泵,然后打开主阀。按下“分子泵开”按钮后,分子泵电源上的“IED”屏幕显示“转速追踪中。。。”大约3分钟后分子泵开始显示转速,分子泵运转完毕,“LED”显示“当前转速27000转,当前频率450Hz”当腔室压力<1.3×10-1Pa(即电阻规1的读数<1.3×10-1Pa)后将复合真空计调到自动档(按下手动/自动按钮,复合真空计的手动红色指示灯灭表明已经进入自动档,再次按手动/自动按钮即切换到手动档),此时系统会自动打开高真空测计(电离规)。 当腔室压力达到3×10-3Pa(即电离规的读数<3×10-3Pa)抽真空完成。

磁控溅射仪操作步骤

磁控溅射仪操作步骤(C114) 1.溅射前检查设备 各电源连接是否正常;各开关是否置于“关”的位置;各旋转按钮是否归零;各个阀门有没有关闭。 2.开水泵 给设备送水(室外放置)。 3.开启总电源 送电(西墙电源盒左下角的上下开关)。 4.开腔、取样、放样 1)调靶位至最高位置 2)开溅射仪设备总电源 3)降下样品库 4)打开放气阀(听不到进气声后,再停1分钟左右升起上盖) 5)升起上盖、取样、换样;降下上盖,关闭放气阀(一定记得关闭!!) 5.抽真空 6)启动机械泵 7)打开CF35角阀 8)打开分子泵总电源(预热) 9)打开热偶计 10)热偶计读数在5Pa左右,关闭角阀 11)打开分子泵前级阀(旁抽阀Ⅱ),抽1-2分钟左右 12)按下分子泵“启动”按钮 13)分子泵转速高于100后,开启闸板阀(缓慢开启,至全开) 14)打开电离计,真空度达到所需气压值,记下基底气压值,准备溅射

6.充Ar气 16)调靶位 17)打开所需要的电源(预热)和冷水增压泵 A:流量计电源、样品台电源、挡板电源; B:灯丝电源(射频溅射)、排风扇+励磁电源+直流电源Power(直流溅射) 18)关闭电离真空计(溅射期间不可打开电离真空计!) 19)关闭闸板阀27~28圈 20)打开热偶计 21)打开Ar瓶、减压器旋钮,打开混气阀(缓慢开启,观察气压) 22)流量计拨到“阀控”,设定电位器(缓慢调节,气压读数有滞后) 7.溅射 23)检查Ua粗、细调是否置0,功率量程是否 200W打开靶Ⅱ 24)开启射频按钮“On”(进气后灯丝预热基 本结束) 25)先调Ua粗调,后调细调,同时调节C1、 C2,观察输出功率和反射功率指针读数 (反射Pf接近0) 26)观察是否有自偏压起辉 (*若不起辉,开挡板或增大气压值)23)打开靶Ⅱ(开/关),调整励磁电流(1.6A) 24)按蓝色按钮“SETPT”,调Level设定所需 功率 25)按下OUTPUT的蓝色“On”挡(开始处于 Off档),使其起辉 26)打开“Right Display”的Autual,查看工 作功率、工作电压和工作电流 (*如不起辉,开挡板或者增大气压或者增大励磁电流或者增大功率) 27)预溅10~30分钟起辉稳定后,打开样品台“正转/反转”按钮,旋钮旋至2.5圈以上,打开 样品挡板,立即计时。 (溅射期间观察分子泵转速是否正常;观察气压气流有无变化;观察起辉是否正常……) 8.溅射完毕停止溅射 28)关样品挡板,关靶挡板,关挡板电源 29)样品台转到旋钮旋调0,关正转/反正按钮,关样品台电源 30)设定电位器旋钮调0,拨到“关闭”,关流量计电源

磁控溅射设备操作规程

磁控溅射设备操作规程 一、抽真空 1.打开冷却水开关,打开设备总电源,红灯亮;开分子泵电源预热(10min); 2.开放气阀,放气结束后,开腔放入基片,随即关闭放气阀,闭腔; 3.依次开:机械泵复合真空计 4.开旁抽(先缓慢,全打开倒半圈)。 5.(待抽到5Pa以下,若有需要)清洗,具体步骤为: “一抽三冲” 一抽:打开进气阀,把氧气的流量仪(右边第二个)打到“清洗”,待真空计示数减到“0”,打到“关闭” 三冲:打开氩钢瓶阀, ,充氩气,到50Pa时, 6.三次冲洗完成,关进气阀流量计 关旁抽(切勿忘记) 7.开电磁阀,分子泵打到“Start”; 8.开闸板阀(缓慢转到头,回转1/8圈)(等Normal, 看过载,开始抽真空); 二、溅射 9.待真空度达到2×10-4 Pa时[对金属材料来讲,氧化物材料为(4-5)×10-4 Pa],射频功率源预热10 min(按下“ON”,黄灯亮); 10. 真空计的功能手动,关闭闸板阀,回转3圈;打开流量计打开进气阀 11.充气,如把氩气(或者和氧气)打到”阀控”位置(注意:此时切勿打到“清洗”); 12. 调节闸板阀位置,保证压强为所需数值,如P=3Pa; 13.若用右靶溅射,打到“右靶”,若用左靶溅射,打到“左靶”,并注意调节合适的 量程 14.预溅射(一般大功率10 min,小功率20 min),按下射频功率源的绿色按钮,通 过‘Ua粗’和‘Ua细’组合调节,获得所需功率,并通过电容C1,C2 调节保证反溅射功率最小; 15.溅射过程:降低加热器衬底至标尺刻度19 cm以下,将样品转到右靶,升到5.5cm, 位置,调节靶间距4.5cm,开始记时; 16.右靶溅射完毕,射频功率源Ua粗调回“0”,Ua细调回“0”,暂停射频功率源(按 下红灯“OFF”); ?如有必要充入氧气,当达到退火压强时(0.8 atm)关闭气路,开始程序降温; 若需继续左靶溅射,则关闭氩气,氧气等,待真空计示数降为“0”时,关闭进气阀,然后全开闸板阀,重抽真空 17.待抽到2×10-4Pa时,打到“左靶”,重复步骤9-15; 三、关闭仪器

磁控溅射(2讲义仪器)

【附录】DHRM-3射频磁控溅射镀膜装置介绍 DHRM-3射频磁控溅射镀膜装置是高真空磁控溅射镀膜设备。它可用于在高真空背景下,充入高纯氩气,采用磁控溅射方式制备各种金属膜、介质膜、半导体膜,而且又可以较好地溅射铁磁材料(Fe、Co、Ni),制备磁性薄膜。在镀膜工艺条件下,采用微机控制样品转盘和靶挡板,可以制备单层膜,为新材料和薄膜科学研究领域提供了十分理想的研制手段。 概述 本系统主要由溅射真空室、磁控溅射靶、基片公转台、单基片加热台、工作气路、抽气系统、安装机台、真空测量及电控系统等部分组成。 图1、真空室示意图

图2、电控柜示意图

工作原理及技术指标 工作原理: 磁控溅射镀膜的基本原理是以磁场改变电子运动方向,束缚和延长电子的运动路径,提高电子的电离概率和有效地利用了电子的能量。因此,在形成高密度等离子的异常辉光放电中,正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效。 技术指标: 系统主要组成 溅射真空室组件: 圆筒型真空室尺寸Φ300X300,电动上掀盖结构,选用不锈钢材料制造,氩弧焊接,表面进行化学抛光处理,接口采用金属垫圈密封或氟橡胶圈密封。真空室组件上焊有各种规格的法兰接口,上盖组件上可以安装电动提升机构组件,真空获得和工作气路组件: 图3、气路原理图 溅射真空室选用分子泵T+机械泵R通过一个超高真空闸板阀G主抽,并通过一

个旁抽角阀V1进行旁路抽气;通过二路MFC质量流量控制器充工作气体,每路配有角阀V5、V6,配有混气室,还可以不走混气室从角阀V2或V3单独进气。MFC流量范围:一路100SCCM、一路500SCCM。通过V4阀充入干燥氮气放气。 系统主要机械机构简介 1、磁控溅射靶组件 溅射真空室采用单靶溅射结构,靶在下,基片在上,向上溅射成膜,可以溅射磁性材料的电磁靶,靶材2英寸; RF、DC兼容;靶内有水冷;直接向上溅射时,靶材表面与基片表面间距离为40~80mm连续可调;靶配有单独的屏蔽罩,以避免污染;配有电动挡板,按键控制挡板开合。 2、基片加热公转台组件 基片加热公转台组件安装在真空室上盖组件上,转盘上可以同时放置3个基片,可放置Φ20mm的基片。三个工位中,其中一个工位安装加热炉,其余2个工位为自然冷却基片台。基片加热最高温度500℃,由热电偶闭环反馈控制。在步进电机+减速器+同步带带轮传动机构带动下,实现0~360°公转(当拆掉加热炉后可连续回转),并通过光栅编码器机构实现基片准确定位,单片机控制公转到位。 转盘加热炉组件包括2英寸加热炉盘、加热接线柱等;加热方式为电阻丝式,螺旋形缠绕的是φ1mm的铁铬铝丝;基片加热最高温度500℃;程序控温,采用宇电公司的AI-518P可控可调的加热控温器,采用热电偶闭环反馈控制。 操作规程: 开机前准备工作 1)开动水阀,接通冷却水,检查水压是否足够大,水压控制器是否起作用,保护各水路畅通。 2)检查总供电电源配线是否完好,地线是否接好,所有仪表电源开关全部处于关闭状态。 3)检查分子泵、机械泵油是否标注到刻线处,如没有达到刻线标记应及时加油。 4)检查系统所有阀门是否全部处于关闭状态,确定溅射室完全处在抽真空前

磁控溅射镀膜的简介及其实际操作

磁控溅射镀膜的简介及其实际操作 作者:徐超群 作者单位:乐山师范学院物理与电子工程系 【摘要】溅射技术的最新成就之一是磁控溅射。对于二级溅射、偏压溅射、三级或四级溅射和射频溅射而言。它们的缺点是沉积速率较低,特别是阴极溅射。因为它们在放电过程中只有大约0.3~0.5%的气体分子被电离。为了在低气压下进行高速溅射,必须有效的提高气体的离化率。由于在磁控溅 射中引入了正交电磁场使离化率提高到5~6%。于是溅射速率比三级溅射提高10倍左右,对许多材料,溅射速率达到了电子束蒸发的水平。 【关键字】溅射电子电场磁场高速 1.磁控溅射的工作原理: 电子e在电厂E的作用下在飞向基板的过程中与Ar原子发生碰撞使其电离Ar+和一个新的电子e,电子飞向基片,Ar+在电场的作用下加速飞向阴极靶,并以高能能量轰击靶表面使靶材发生溅射,在溅射粒子中,中性的靶原子或分子则由于不显电性而直接沉积在基片上形成薄膜。二次电子e一旦离开了靶面,就会同时受到电场和磁场的作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量消耗殆尽,逐渐远离靶表面,并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低,传递给基片的能量很小,致使基片温升较低。 综上所述:磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程,和靶原子碰撞,把部分动量传给靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成级联过程。

ITO透明导电薄膜的磁控溅射法制备工艺

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 课程设计论文 ITO透明导电薄膜的磁控溅射法制备工艺 学院名称: 材料学院 专业班级: 无机光电0902 学生姓名: 张亚平 指导教师姓名: 李保家 指导教师职称: 2012 年 6 月

摘要: 铟锡氧化物(简称ITO) 是In2O3掺Sn的半导体材料, 其薄膜由于具有优良的导电性和光学性能,引起了人们的广泛关注,随着薄膜晶体管(TFT),液晶显示( LCD),等离子显示(PCD)等高新技术的不断发展,现今工业上以制备均匀的大面积ITO薄膜为热点。本文介绍了透明导电薄膜的定义及其导电机理,并就其中一种应用十分广泛的材料ITO进行了介绍,详细讲解了利用磁控溅射法制备ITO纳米透明导电薄膜,分析其结构及其光电性能,利用透射电子显微镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)对薄膜的的结构、形貌和电化学性质进行表征,并对其发展进行了展望。 关键词:氧化铟锡薄膜(ITO);直流磁控溅射法;制备工艺

1 引言 透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜,透过性的标准是透过率60%以上,导电性的标准是表面电阻在1010Ω·cm 以下[1]。透明导电薄膜的种类主要有金属膜、氧化物膜、多层复合膜和高分子膜等, 其中氧化物薄膜占主导地位。透明导电氧化物( TCO) 薄膜主要包括In 、Sn 、Zn 、Cd 的氧化物及其复合多元氧化物薄膜。1907年Badeker 首先制备并报道了 CdO 透明导电薄膜, 将物质的透明性和导电性这一矛盾统一起来。在随后的几十年中,人们发现和研究了多种材料的 TCO 薄膜,并不断扩大它们的用途。目前研究人员主要集中在对SnO2基、In 2O 3基以及ZnO 基透明导电膜的研究[2]。 2 透明导电薄膜的导电机理 2.1 透明度 透明导电膜的透明度主要取决于膜的光纳N =n - i k 和光学厚度nd 。在基底的光纳N g =n g -ik g ,和透明光波的波长认确定的条件下,由光学薄膜的理论可计算出单层膜的透光率[3] *))(() (4000C B N C B N N R N T g e ++= (1) 式中N 0是光波入射介质的光纳,R e (N g ) 是基底光纳的实部,B 和C 是膜系特征矩阵的元素。 ?? ??????????=??????g N i N i C B 1c o s s i n /)s i n (c o s δδδδ (2) ()3cos )/2(θλπδnd = (3) 式中θ是折射角。一般情况 下 N 0= 1,N g =1.5 2,nd =λ/2,θ = 0o 。 In 2O 3-x 膜的光纳 N =n -i k ,其中n =2,在一定的工艺条件下和在可见光谱区域内,左k →O ,代入公式(1)可计算出 In 2O 3-x 膜对可见光的积分透光率T =90%。理论计算的结果与实测的结果非常接近。In 2O 3-x 膜的短波吸收限在0.38μm ,掺入适量的SnO 2后吸收限可推移到0.35μm 。 为了提高透明导电膜的透光率,将单层的膜再与一种或几种光学介质膜组

磁控溅射

磁控溅射镀膜技术及椭偏测厚 姓名:黎臣学号:0810130955 指导老师:汪华英日期:2011\03\28 【摘要】: 实验以Zn为靶材,利用机械泵和涡轮分子泵的组合作为高真空抽取系统,采用磁控溅射的方法,镀取了4块带膜基片。在镀膜过程中我们将氩气的流量速率控制在5.02ml/min,然后通过改变氧气流量速率(分别为0、1.50、0.16、0.25 ml/min)来获得不同的镀膜基片。测量1号样品的折射率为1.4379,膜厚1966.0661nm 2号样品的折射率为1.4658,膜厚1184.0814nm,3号样品的折射率为1.2032,膜厚2706.9.89nm,4号样品的折射率为1.4966,膜厚1853.0825nm。 【关键字】: 溅射镀膜辉光放电直流溅射椭圆偏振光测厚仪椭偏参数 [引言] 薄膜技术是现代材料科学各领域中发展最迅速的一个分支,可以灵活地将各种材料组合在一起,合成新型的具有优越特性的复杂材料体系。薄膜材料的制备方法是薄膜技术中最重要的一环。薄膜沉积的过程实际上就是将一种材料(薄膜材料)转移到另一种材料(基片)的表面,并与基片表面牢固结合的过程。薄膜材料的制备通常需要经历源蒸发、迁移和凝聚三个环节,根据成膜方法的基本原理的不同,薄膜的制备方法可分为物理气相沉积和化学气相沉积。本实验采用的磁控溅射属于物理气相沉积的范畴。 薄膜的厚度和折射率是薄膜制备中不可缺少的两个参数,目前测量保薄膜厚度的方法有光学测量和机械测量两类,本实验要运用的椭圆偏振光法属于光学测量,主要是利用光在薄膜表面的反射、干涉等光学现象确定薄膜的厚度。将一束单色椭圆偏振光投射到薄膜表面由电动力学原理反射光的椭偏状态与薄膜的厚度和折射率有关,通过测出椭偏状态的变化推算出薄膜的厚度和折射率,但要注意椭偏参数与薄膜厚度之间有周期性变化关系。椭圆偏振光法是目前测量透明薄膜厚度和折射率是常用的方法,其测量精度高。 本实验的目的是让学生掌握磁控溅射的基本原理,了解磁控溅射镀膜的基本方法和流程,掌握椭圆偏振光法测量薄膜厚度和折射率的原理和技术方法,测量金属膜厚度、ZnO膜的厚度和折射率。 [实验原理] (一)磁控溅射 溅射镀膜的微观过程:带电荷的离子在电场 中加速,获得足够的能量,并撞向欲被溅射的靶 材;当入射离子的能量合适时,靶材表面的原子 被碰撞后获得足够的能量,从而脱离表面束缚, 并以一定的动能沿着一定的方向射向衬底;原子 在衬底上沉积、迁移形成薄膜。 1.气体的辉光放电及等离子体的形成: 气体的辉光放电以及等离子体的产生是溅射 的基础。设有图一的直流放电系统,电极之间有 电动势为E的直流电源提供电压U和电流I,并以

相关文档
最新文档