真空镀膜实验

合集下载

真空蒸发镀膜实验报告

真空蒸发镀膜实验报告

真空蒸发镀膜实验报告真空蒸发镀膜实验报告引言:镀膜技术是一种常用的表面处理方法,它可以提高材料的光学、电学、磁学等性能。

在镀膜技术中,真空蒸发镀膜是一种常见的方法。

本实验旨在通过真空蒸发镀膜实验,探究其原理和应用。

一、实验原理真空蒸发镀膜是利用物质在真空环境下的蒸发和沉积过程,将所需材料以原子或分子形式沉积在基材表面,形成一层薄膜。

在真空环境下,物质的蒸发速度与环境压力成反比,因此通过调节真空度可以控制蒸发速度,从而控制薄膜的厚度。

二、实验步骤1. 准备实验装置:将真空蒸发镀膜装置连接至真空泵,确保系统处于良好的真空状态。

2. 准备基材:清洗基材表面,确保表面干净无尘。

3. 准备镀膜材料:选择合适的镀膜材料,将其切割成适当大小的块状。

4. 蒸发源安装:将镀膜材料放置在蒸发源中,将蒸发源安装至真空腔室内。

5. 开始蒸发:打开真空泵,开始抽真空,待真空度达到要求后,打开蒸发源,开始蒸发镀膜。

6. 控制薄膜厚度:根据需要的薄膜厚度,调节蒸发源的功率和蒸发时间。

7. 结束蒸发:薄膜蒸发完成后,关闭蒸发源和真空泵,将装置恢复到常压状态。

8. 检查膜层质量:使用显微镜或其他测试设备检查膜层的均匀性和质量。

三、实验结果通过本次实验,我们成功制备了一层金属薄膜。

经过显微镜观察,我们发现薄膜均匀且质量良好。

通过测量,我们得到了薄膜的厚度为300纳米。

四、实验讨论1. 蒸发源选择:在真空蒸发镀膜实验中,蒸发源的选择对薄膜的质量和性能起着重要作用。

不同的材料具有不同的蒸发特性,因此在实验前需要仔细选择合适的蒸发源。

2. 控制薄膜厚度:薄膜的厚度直接影响其光学和电学性能。

在实验中,我们通过调节蒸发源功率和蒸发时间来控制薄膜的厚度。

在实际应用中,可以通过监测蒸发速率和实时测量薄膜厚度来实现更精确的控制。

3. 薄膜质量检查:薄膜的均匀性和质量是评价镀膜效果的重要指标。

在实验中,我们使用显微镜观察薄膜表面,确保其均匀性。

在实际应用中,还可以使用光学测试仪器、电学测试仪器等进行更详细的检测。

真空镀膜工艺的原理与实践实验报告

真空镀膜工艺的原理与实践实验报告

真空镀膜工艺的原理与实践实验报告实验报告实验名称:真空镀膜工艺的原理与实践实验目的:了解真空镀膜的工艺原理和过程,拓展学生视野锻炼其动手能力。

实验装置:本实验采用北京中科科仪生产的SBC-2型多功能试样表面处理机,该处理机是为扫描电镜和电子探针等进行试样制备的设备,可进行真空蒸碳、真空镀膜和离子溅射,它也可以在高纯氩气的保护之下进行多种离子处理。

用本设备处理的试样既可用于样品的外貌观察又可以进行成分分析,尤其是成分的定量分析更为适宜。

本仪器装有分子泵,分子泵系统特别适用于对真空要求高、真空环境好的用户选用。

实验方案及操作:1.按真空镀膜零部件图(图1)安装所需零部件,其中试样放在样品杯上2.在金属蒸发头电极上接上钨丝加热器,将钨丝做成Ⅴ型。

3.将待蒸发物缠到钨丝上。

4.接金属蒸发头引线,盖上钟罩,对钟罩抽真空使其真空度达到7×10-1 ―×10-2Pa。

5.把“蒸发电极选择开关”(8)选取在钨丝所置的电极序号上。

6.按动“档板按钮开关”(12),当挡板处于挡住位置时,立即松开。

7.打开“试样旋转开关”(10),调节“试样转速调节”旋钮(11),使它以适当的速度旋转。

8.旋转“加热电流调节” 旋钮(9),使钨丝加热呈赤红状态,镀膜物质开始熔融后,退去加热电流。

9.按动“档板开关按钮”(12),使挡板打开。

10.进一步旋转“加热电流调节” 旋钮(9),使加热器呈发光状态。

11.当镀膜物质全部蒸发完后,使“蒸发电极选择开关” (8)、“加热电流调节” (9)、“试样旋转开关” (10)、“档板开关按钮” (12)等复位到“0” 处或关闭。

12.按“放气按键”(4),对钟罩内放气,取出试样。

※ 每次蒸镀金属完毕,一定将零件垫片、垫块、垫柱、有机玻璃螺钉、玻璃罩等上的残余金属膜完全清洗干净,或者在蒸镀时对其进行遮盖保护,使其不被蒸上金属,否则金属膜将影响离子处理时加高压实验结果:1样品被镀上被蒸发金属,并且样品表面的金属光泽随镀层厚度的增加而逐渐呈现出镀层j金属的光泽。

真空镀膜实验操作步骤

真空镀膜实验操作步骤

真空镀膜本实验应用真空蒸发的方法:即在真空中把制作薄膜的材料加热蒸发,使其淀积在适当的表面上来获得一质量优良的金属膜。

●真空镀膜机真空镀膜机结构图●蒸发系统蒸发系统蒸发源蒸发源的形状如下图,大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等。

蒸发源真空蒸发实验的具体操作步骤:1. 检查真空镀膜机及复合真空计上各开关,并它们全部置在“关”的位置(特别是复合真空计上的规管电源一定要置在“关”的位置);2. 接通真空镀膜机总电源,再把钟罩操作旋钮拨至“钟罩升”,等钟罩升至适当位置后拨至“关”;3. 把制作薄膜的铝材处理后放置在蒸发源的适当位置,再用挡板挡住蒸发源;把经清洗、干燥处理后的玻璃片放置在工作架的适当位置;然后把钟罩操作旋钮拨至“钟罩降”使钟罩降至最低位置后拨至“关”;4. 接通复合真空计电源,校准“测量2”的加热电流为98 mA,然后旋钮旋到“测量2”;5. 接通真空镀膜机冷却水源,再接通真空镀膜机的“机械泵及扩散泵”电源,“拉”低阀,用“测量2”监测钟罩内的气压变化,记录相应的P(t)~t 曲线,直到钟罩内的气压值下降为5Pa后,“推”低阀,改用“测量1”监测系统内的气压变化(确认“测量1”的加热电流为98 mA),直到系统内的气压值为5Pa时,“开”高阀;6. 再次采用“测量2”监测钟罩内的气压变化,记录相应的P(t)~t 曲线,直到钟罩内的气压值为0.1Pa后,接通复合真空计上的规管电源,启用电离规管对钟罩内的气压变化进行监测并记录相应的P(t)~t 曲线,直到钟罩内的气压值下降为0.015Pa 以下;7. 用电源插销接通所选用的蒸发源“电极”,再接通“烘烤、蒸发”电源,调节其电流强度为30 A并维持约1分钟,移开挡板,继续增大电流至45A并维持30秒,然后把电流强度调节为零,同时关闭复合真空计上的规管电源!!!8. 在进行抽气10分钟后,“关”高阀,“机械泵及扩散泵”改接为“机械泵”;9. 机械泵继续开动,水源不关,开风扇吹扩散泵……30分钟后接通“充气阀”对钟罩内“充气”,待充气完成后升钟罩,取出镀膜片;10. 再经半小时后关机械泵、水源及总电源。

实验二十七 真空镀膜实验

实验二十七 真空镀膜实验

真空镀膜实验
【教学目的】
1.了解并学习真空的特点、获得和测量
2.学习用热蒸发法制备金属薄膜
3.学习用干涉显微镜测量薄膜的厚度
【教学内容】
1.真空的基本特点
2.真空的获得,主要包括机械泵和分子泵的工作原理以及真空泵性能的主要指标3.真空的测量,包括各种真空计的原理以及测量范围
4.薄膜的制备,重点是蒸发法
5.结合实验仪器介绍实验内容以及实验过程中需要注意的问题
6.薄膜制备完以后,讲解干涉显微镜的用法,让学生独立测出薄膜的厚度
【教学难点】
1.玻璃罩一定要与底座密合好
2.实验开始抽真空时,直接按下高真空键即可。

而实验结束时,则需要先按下低真空键,等气压不变时,再按放气键。

3.加电时,电流要慢慢加到30A左右,不要超过35A
4.实验结束后一定要把仪器关掉,拔掉电源后再打开玻璃罩,注意安全。

5.干涉显微镜一定要先调好焦距,再调干涉条纹测厚度。

【教学要求】
独立的制备均匀的薄膜,并用干涉显微镜测出厚度
【问题讨论】
开始镀膜时,加上电流后,气压会有一个非常大的增大,为什么?。

真空镀膜试验分析报告

真空镀膜试验分析报告

真空镀膜试验分析报告根据您的要求,我将直接开始写真空镀膜试验分析报告的内容。

试验目的:本次试验旨在评估真空镀膜工艺对材料性能的影响,分析其表面特性以及涂层的质量和性能。

试验方法:1. 准备试验样品:选择适当的试验材料,并根据试验要求切割成合适的尺寸和形状。

2. 真空镀膜操作:将试样放置在真空镀膜设备中,控制好镀膜时间、温度和压力等参数。

使用合适的镀膜材料,如金属、氧化物或金属合金等。

3. 镀膜监测:通过合适的检测装置,监测镀膜过程中的厚度、成分和结构等性能指标。

4. 表面分析:使用表面形貌观察仪、扫描电子显微镜(SEM)等仪器,对涂层的表面形貌、颗粒分布和结构等进行表征。

5. 物性测试:对试样的硬度、附着力、抗腐蚀性能等进行测试,评估涂层性能。

试验结果分析:1. 表面形貌:根据SEM观察结果,涂层表面呈现均匀、光滑且无明显缺陷的特征。

2. 涂层厚度:经过厚度测试,涂层的平均厚度为Xμm,与设计要求相符。

3. 成分分析:通过X射线衍射(XRD)测试,涂层主要由金属元素和少量氧化物组成,符合预期的材料成分。

4. 硬度测试:涂层的硬度达到X Hv,显示出较好的耐磨性和抗刮擦性能。

5. 附着力测试:根据标准试验方法,涂层的附着力符合评定标准,显示出较好的黏附力。

6. 抗腐蚀性能:经过盐雾试验,涂层表现出优异的抗腐蚀性能,在X小时的测试中未出现明显的腐蚀迹象。

结论:本次真空镀膜试验表明,所采用的镀膜工艺能够获得均匀、致密且具有良好性能的涂层。

涂层具有较高的硬度、优异的附着力和抗腐蚀性能,可满足相关应用的要求。

然而,在后续应用中,还需要进一步测试和评估涂层的稳定性、耐久性和其它特定性能,以确保其适用性和可靠性。

附注:在本文中,为避免标题相同的文字,我没有提供分析报告的标题。

试验真空镀膜及结构表征

试验真空镀膜及结构表征

实验一、真空镀膜及结构表征真空镀膜,是指在真空中把蒸发源加热蒸发或用加速离子轰击溅射,沉积到基片固体表面形成单层或多层薄膜,使得固体表面具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘和装饰等许多优于固体材料本身的优越性能。

真空镀膜的历史最早可追溯到19世纪,1842年英国的Grove和德国的Plücker相继在气体放电实验的辉光放电壁上观察到了溅射的金属薄膜,这就是真空镀膜的萌芽。

但是,真正应用于研究的溅射设备直到1877年才初露端倪。

迄后70年中,由于实验条件的限制,对溅射机理的认识长期处于模糊不请状态。

所以,在1950年之前有关溅射薄膜特性的技术资料,多数是不可靠的。

20世纪中期,只是在化学活性极强的材料、贵金属材料、介质材料和难熔金属材料的薄膜制备工艺中采用溅射技术。

1970年后出现了磁控溅射技术,1975年前后商品化的磁控溅射设备供应于世,大大地扩展了溅射技术应用的领域。

到了80年代,真空镀膜技术方从实验室应用技术真正地步入实用化大量生产的应用领域。

目前,镀膜技术已在现代科学技术和工业生产中有着广泛的应用。

例如,光学系统中使用的各种反射膜、增透膜、滤光片、分束镜、偏振镜等;电子器件中使用的薄膜电阻,特别是平面型晶体管和超大规模集成电路也有赖于薄膜技术来制造;在塑料、陶瓷、石膏和玻璃等非金属材料表面镀以金属膜具有良好的美化装饰效果,有些合金膜还起着保护层的作用;磁性薄膜具有记忆功能,在电子计算机中用作存储记录介质而占有重要地位。

【实验目的】1.了解真空技术的基本知识;2.掌握低、高真空的获得和测量的基本原理及方法;3.了解真空镀膜的基本知识;4.学习掌握蒸发镀膜的基本原理和方法;5.学习掌握利用椭圆偏振仪测量薄膜厚度。

【实验原理】一、真空度与气体压强压强低于一个标准大气压的稀薄气体空间称为真空。

在真空状态下,由于气体稀薄,分子之间或分子与其它质点之间的碰撞次数减少,分子在一定时间内碰撞于固体表面上的次数亦相对减少,这导致其有一系列新的物化特性,诸如热传导与对流小,氧化作用少,气体污染小,汽化点低,高真空的绝缘性能好等诸多优点。

真空蒸镀银实验报告(3篇)

真空蒸镀银实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解真空蒸镀的原理和操作方法。

2. 掌握银膜在真空蒸镀条件下的制备过程。

3. 分析银膜的质量及其影响因素。

二、实验原理真空蒸镀是一种利用真空环境,将待蒸镀材料加热至汽化升华,然后在基板上沉积形成薄膜的工艺。

本实验采用真空蒸镀方法制备银膜,其主要原理如下:1. 将待蒸镀材料(银)放入真空室内,加热至汽化升华。

2. 在真空环境下,银蒸气分子到达基板表面并沉积,形成银膜。

3. 通过调节真空度、加热温度、蒸发速率等参数,控制银膜的厚度和均匀性。

三、实验材料与设备1. 实验材料:银靶、玻璃基板、真空蒸镀机、真空泵、加热器、温度控制器等。

2. 实验仪器:电子天平、金相显微镜、X射线衍射仪等。

四、实验步骤1. 将玻璃基板清洗干净,晾干后放入真空蒸镀机中。

2. 打开真空泵,将真空室内压力降至1.0×10^-3 Pa。

3. 启动加热器,将银靶加热至600℃。

4. 当银靶温度稳定后,开启蒸镀机,使银靶蒸气分子沉积在玻璃基板上。

5. 调节蒸镀时间,制备不同厚度的银膜。

6. 关闭加热器和真空泵,取出基板,清洗并晾干。

五、实验结果与分析1. 银膜厚度通过调节蒸镀时间,制备了不同厚度的银膜。

利用电子天平测量银膜的质量,计算厚度。

实验结果表明,银膜厚度与蒸镀时间呈正相关,即蒸镀时间越长,银膜厚度越大。

2. 银膜均匀性利用金相显微镜观察银膜的表面形貌。

实验结果表明,银膜表面平整,无明显缺陷,均匀性良好。

3. 银膜成分利用X射线衍射仪分析银膜的成分。

实验结果表明,银膜主要由纯银组成,无杂质。

4. 影响因素分析(1)真空度:真空度越高,银膜质量越好,因为高真空度有利于银蒸气分子在基板上的沉积,减少氧化等不良影响。

(2)加热温度:加热温度越高,银蒸气分子运动越剧烈,有利于银膜的形成。

但过高温度可能导致银膜熔化,影响质量。

(3)蒸发速率:蒸发速率越快,银膜越厚,但过快蒸发可能导致银膜不均匀。

六、实验结论1. 本实验成功制备了银膜,并通过调节蒸镀时间、真空度、加热温度等参数,控制了银膜的厚度和均匀性。

真空镀膜实验报告

真空镀膜实验报告

真空镀膜实验报告真空镀膜实验报告引言:真空镀膜技术是一种将金属薄膜沉积在基材表面的方法,通过控制沉积参数和真空环境,可以获得具有特殊功能和性能的薄膜材料。

本实验旨在探究真空镀膜技术的原理和应用,以及分析实验结果。

一、实验原理真空镀膜技术是利用真空环境下的物理或化学过程,在基材表面形成一层金属薄膜。

实验中,我们使用了蒸发镀膜的方法。

首先,将金属材料(如铝)置于真空腔体中的加热器内,然后加热金属材料,使其蒸发成气体。

蒸发的金属气体通过减压系统,进入到基材表面,形成金属薄膜。

二、实验步骤1. 准备基材:将需要镀膜的基材(如玻璃片)进行清洗和处理,以确保表面干净和平整。

2. 装置真空镀膜设备:将基材放置在真空腔体中,确保基材与蒸发源之间的距离适当,并调整真空度。

3. 加热蒸发源:打开加热器,将金属材料加热至蒸发温度,使其蒸发成气体。

4. 控制沉积速率:通过控制蒸发源的温度和真空度,调节金属气体的流量和速率,以控制金属薄膜的厚度和均匀性。

5. 结束镀膜:达到所需的薄膜厚度后,关闭加热器和真空泵,待系统冷却后取出基材。

三、实验结果与分析通过实验,我们成功制备了一层铝薄膜。

观察镀膜表面,可以发现薄膜均匀、光滑,并且与基材紧密结合。

这是因为在真空环境下,金属气体分子自由扩散,避免了空气中的杂质和氧化物对薄膜形成的干扰。

此外,薄膜的厚度也可以通过调节蒸发源的温度和时间来控制,实验中我们制备了不同厚度的铝薄膜。

四、应用前景真空镀膜技术在许多领域具有广泛的应用前景。

首先,它可以用于制备具有特殊功能的薄膜材料,如防反射涂层、导电薄膜、光学滤波器等,广泛应用于光学、电子、航空航天等领域。

其次,真空镀膜技术还可以用于改善材料的表面性能,如增加材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等。

此外,真空镀膜技术还可以用于制备纳米材料和纳米结构,用于研究纳米尺度下的物理和化学性质。

结论:通过本次实验,我们深入了解了真空镀膜技术的原理和应用。

实验结果表明,真空镀膜技术可以制备出具有特殊功能和性能的薄膜材料,并且具有广泛的应用前景。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

真空(蒸发)镀膜实验(初稿)
真空镀膜也叫物理气相沉积(PVD:physics vaporous deposit),它是利用某种物理过程,如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象,实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。

物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。

在薄膜沉积技术发展的最初阶段,由于蒸发法相对溅射法具有一些明显的优点,包括较高的沉积速度,相对较高的真空度以及由此导致的较高的薄膜质量等,因此蒸发法受到了相对较大程度的重视。

但另一方面,溅射法也具有自己的一些优势,包括在沉积多元合金薄膜时化学成分容易控制,沉积层对衬底的附着力较好等。

同时,现代技术对于合金薄膜材料的需求也促进了各种高速溅射方法以及高钝靶材,高钝气体制备技术的发展,这些都使得溅射法制备的薄膜质量得到了很大的改善。

如今,由于气相中各组分能够充分的均匀混合,制备的材料组分均匀,易于掺杂,制备温度低,适合大尺寸薄膜的制备,并且能够在形状不规则的衬底上生长薄膜等优点,不仅上述两种物理气相沉积方法已经大量应用于各个技术领域之中,而且为了充分利用这两种方法各自的优点,还开发出了许多介于上述两种方法之间的新的薄膜沉积技术。

[实验目的]
1.了解真空(蒸发)镀膜机的基本结构和使用方法。

2.掌握真空蒸发法制备铝膜的工艺。

[实验仪器]
真空(蒸发)镀膜机, 铝丝,蒸发舟,基片(硅片或载玻片或石英片),去离子水,酒精
[实验原理]
1.成膜质量的影响因素
真空镀膜是在真空室中进行的(一般气压低于1.3×10-2Pa),当需要蒸发的
材料(金属或电介质)加热到一定温度时,材料中分子或原子的热振动能量可增大到足以克服表面的束缚能,于是大量分子或原子从液态或直接从固态(如SiO2、ZnS)汽化。

当蒸汽粒子遇到温度较低的工件表面时,就会在被镀工件表面沉积一层薄膜。

以下仅就源加热方式、真空度对膜层质量的影响及蒸发源位臵对薄膜均匀性的影响等问题作简要说明。

(1)源加热方式
图1(a)(b)为电阻型源加热器,它们由高熔点的金属做成线圈状(称为丝源)或舟状(称为舟源)。

加热源上可承载被蒸发材料。

由于挂在丝源上的被蒸发物质(如铝丝)可形成向各个方面发射的蒸汽流,因此丝源可用为点源,而舟源则
可近似围内发射的面源。

对于不同的被蒸材料,可选取由不同材料做成,形状各异的加热器。

其选取原则为:
a.加热器所用材料有良好的热稳定性,其化学性质不活泼,在达到蒸发温度时,加热器材料本身的蒸汽压要足够低。

b.加热器材料的熔点要高于被蒸发物的蒸发温度,加热器要有足够大的热容量。

c.要求线圈装加热器所用材料热能与蒸发物有良好的浸润,有较大的表面张力。

d.被蒸发物与加热器材料的互溶性必须很低,不产生合金。

e.对于不易制成丝状,或被蒸发物与丝状加热器的表面张力较小时,可采用舟状加热器。

目前常用钨丝加热器蒸发铝,用钼舟加热器蒸发银、金、硫化锌、氟化镁等材料,与电阻器配合的关键部件是低压大电流变压器,对不同的蒸发材料及加热器可将电流分配于相应位臵,以保证获得合适的功率。

电阻源加热器具有简便、设备成本低等优点,但由于加热器与蒸发物在电阻加热器上的装载量不能太多,因此所蒸膜厚也将受到限制。

图1(c)是一种电子束蒸发源的示意图。

它是利用高电压加速并聚焦的电子束经磁偏转,在真空中直接打到蒸发源表面,使蒸发物表面的局部温度升高并溶化来实现真空沉积的。

电子束可使熔点高达3000℃以上的材料熔化。

电子束蒸发时,蒸发物中心局部熔融并为汽化时,其边缘部分仍处于固体状态,这样就可避免蒸发物与坩埚的反映,保证蒸发物不受沾污。

(2)物质的蒸发速度
在一定的温度下,每种液体或固体物质都有特定的平衡蒸气压。

只有当环境中被蒸发物质的分压降低到它们的平衡蒸气压以下时,才可能有物质的净蒸发。

单位源物质表面上物质的净蒸发速率为:
其中,Γ为单位物质表面的质量蒸发速度,M 为分子或原子的相对原子质量,T 是
气体的热力学温度,R 为气体常数,N A 为阿伏伽德罗(Avogadro )常数。

由于
物质的平衡蒸气压随着温度的上升增加很快,因而对物质蒸发速度影响最大的因
素是蒸发源的温度。

(3)真空度对膜层质量的影响。

真空镀膜对真空度的要求是出于以下两方面的考虑:
a.真空度足够高,可以使
蒸汽分子以射线状从蒸发
源向基体发射。

这样可以
使蒸发材料的利用率及沉
积速率大大提高。

在正常
工作时要求真空室内气
体分子的平均自由程比
蒸发源到被镀基体的距离大得多。

真空室内残余气体分子的平均自由程可以由下
式表示:
其中,n 为单位体积内气本分子数,σ为气体分子的有效直径。

此式表明,气体
分子平均自由程决定于单位体积内的分子数n ,由于n 正比于气体压强P ,因此
λ与P 成反比,或者说,气体分子自由程与真空度成正比。

一般要求气体分子平
均自由程是源到基体距离(h )的2~3倍,因此对于h =20cm 的真空镀膜机,要
求其真空度为210-帕至310-帕。

b.如果没有足够高度的真空度,真空室内的残余气体分子可能是很可观的。

由空
气动力学可知,当气压为1.3*10-3帕时,每平方厘米基体表面,每秒钟内,可有
5*1015个气体分子与其发生碰撞。

由于残余气体中包含各种气体成份,尤其是氧
等气体分子容易被基体吸附后改变膜层的结构和成份,因此在真空镀膜时必须保
持一足够高的真空度。

(4)蒸发源位臵与薄膜的均匀性。

由理论分析可知,当一个点源放在一个半径为r 的球心位臵时,则在整个球面上
得到的沉积层厚度是均匀的。

实际的蒸发源总有一定线度,不能看成理想的点源,
因此球面上的淀积量不可能很均匀,线度越大,均匀性越差。

此外,基体也不可
能恰好是半径为r 的球面,它们常常是一些平面或有特定曲率半径的曲面,这也
影响了镀层的均匀性。

为了使镀层有良好的均匀性,目前常用的方法是使载工件
的平面绕图2 所示的oo'轴转动,把一小面源臵于距中心为R 的位臵上,这样可
使均匀性得到改善。

更精良的设计是将工件盘做成既能自转(绕o'轴),又能公
转(绕o 轴)的行星盘结构(如图3 所示),这种结构对膜层的均匀性是更为有
利的。

[实验内容]
1.镀膜机的组成
镀膜机主要由以下几个部分组成:
(1)镀膜室:主要包括四对螺旋状钨丝或舟状蒸发加热器;旋转基片支架;烘烤加热器;热电偶测温探头;离子轰击环;针阀;观察窗等。

(2)真空获得系统。

它主要由机械泵、扩散泵、高低真空阀、充气阀、挡油器及电磁阀等组成,电磁阀可防机械泵返油。

(3)真空测量系统。

它由热偶计和电离计组合的复合真空计而成,热偶计是用于测量低真空度,范围102~10-1 Pa,电离计是用于测量高真空度,范围10-1~10-6 Pa。

(4)电路控制系统。

它主要由机械泵、扩散泵、电磁阀控制电路和镀膜蒸发加热器控制电路、钟罩升降控制电路、基片支架旋转调速控制电路、烘烤加热温度控制电路、离子轰击电路
2.铝膜的制作
本实验是用电子枪加热蒸发源制作铝膜。

当电子束以一定动能入射到铝丝团或铝
[实验步骤]
1.在超声波清洗设备的容器中放入基片,再依次放入中性洗涤剂、蒸馏水、酒精进行超声波清洗。

常用的清洗设备是低频型的(约30 千赫),功率300 瓦。

振动5分钟就能除去玻璃表面的油脂和污脏,然后用流水冲洗基板,再放入沸腾的蒸馏水中,取出后迅速吹干。

最后戴上手套把干燥后的基板用镊子装上样品架。

2.开冷却水、电源,开充气阀,充气完毕,打开镀膜室门,将清洗过的铝丝从无水乙醇中夹出,N2气吹干后放入坩埚中,将清洁好的基片臵于夹具上面,调整好挡板。

3.关闭镀膜室门,开机械泵,开电磁阀,开预抽阀,抽镀膜室(开热偶真空计)至10帕。

4.打开分子泵系统总电源,待分子泵当前频率为200时关闭预抽阀(旁抽阀) ,打开插板阀。

5.设臵晶振仪参数。

6.待镀膜室真空度为4*10-3Pa,关闭夹具挡板。

打开电子枪总电源。

先预热灯丝3分钟,关闭预热。

开高压允许,开高压。

稍后1分钟左右,开电子枪。

7.旋转手持柄上的幅度调节旋钮,慢慢增加枪电流。

注意观察电子束斑是否在材料中央,并仔细观察铝丝熔化状况和真空度的变化。

8.预熔完毕,将电流略微加大一点,打开夹具挡板。

仔细观察铝的蒸发状况,蒸镀完毕,关好挡板和蒸发电源,记录真空度的变化。

9.镀膜结束,关插板阀,关预抽阀,关分子泵电源。

10. 待分子泵完全停止后关电磁阀,关机械泵,关镀膜机总电源,关冷却水。

[实验结果]
定性观察制作的铝膜表面形貌和结合度。

相关文档
最新文档