溅射镀膜实验报告
镀膜溅射理论分析报告
镀膜溅射理论分析报告
镀膜溅射是一种常用的表面处理技术，可以在材料表面形成具有特定性质的薄膜。
本文将对镀膜溅射理论进行分析。
镀膜溅射是利用电子轰击技术将材料蒸发形成离子，然后通过高速运动的离子击打在基底上，从而形成薄膜的过程。
通过镀膜溅射可以实现对材料表面的改性，如增加硬度、提高耐腐蚀性等。
首先，镀膜溅射的理论基础是电子轰击技术。
当电子与材料相互作用时，会将材料中的原子离子化，形成离子和电子。
离子获得足够的能量后，会从材料表面弹出，并通过高速运动撞击在基底上，形成薄膜。
电子在离子化过程中也会失去能量，并与基底相互作用，促使离子在基底上堆积。
其次，镀膜溅射的薄膜形成过程可以通过数学模型进行分析。
数学模型主要包括电磁场模型和离子运动模型。
电磁场模型描述了电子和离子在电磁场中受力、受加速度和运动的规律。
离子运动模型描述了离子在电磁场和基底作用下的运动轨迹，可以计算离子在基底上的能量和动量分布，从而得到薄膜的形成情况。
最后，镀膜溅射的薄膜性能可以通过实验进行测试和分析。
可以通过各种表征技术，如扫描电子显微镜、X射线衍射等，对镀膜薄膜的形貌、成分、结构和性能进行表征。
通过与数学模型进行对比，可以评估数学模型的准确性和可靠性。
总之，镀膜溅射是一种重要的表面处理技术，其理论基础包括电子轰击技术和数学模型。
通过对镀膜溅射理论的分析和实验的验证，可以深入理解其薄膜形成机制和性能规律，为实现对材料表面的精密处理提供理论指导和技术支持。
磁控溅射镀膜和AFM在氢化纳米硅制作过程中的应用实验报告
虚拟仿真实验报告在此虚拟仿真实验中，我们可以利用AFM测量到四种不同氢气分压和沉积时间的条件下，氢化纳米硅薄膜的晶化情况、晶粒大小及表面形貌，如图1、图2、图3、图4所示。
图1 氢气分压为60%，沉积时间15分钟图2 氢气分压为60%，沉积时间60分钟图3 氢气分压为75%，沉积时间60分钟图4 氢气分压为75%，沉积时间180分钟（2）射频磁控溅射工作原理磁控溅射可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。
直流溅射装置不能用来溅射沉积绝缘介质薄膜。
为了溅射沉积绝缘材料，人们将直流电源换成交流电源。
由于交流电源的正负性发生周期交替，当溅射靶处于正半周时，电子流向靶面，中和其表面积累的正电荷，并且积累电子，使其表面呈现负偏压，导致在射频电压的负半周期时吸引正离子轰击靶材，从而实现溅射。
辉光放电是在真空中，两个电极之间加上电压时产生的一种气体放电现象，是溅射镀膜的基础。
溅射镀膜基于荷能离子轰击靶材时的溅射效应，而整个溅射过程都是建立在辉光放电的基础之上的，即溅射离子都来源于气体放电。
磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电，使用的交流电源主要有双极性脉冲（矩形波或正弦波）中频靶电源与射频靶电源。
高真空多功能磁控溅射镀膜系统，如图5所示，主要由溅射真空室组件、永磁磁控溅射靶、直流电源、射频电源、单基片加热台组件、工作气路、抽气系统、安装机台、真空测量及计算机控制系统等部分组成。
图5 高真空多功能磁控溅射镀膜系统在仿真实验中，磁控溅射设备的所有设备可如图6进行真实3D模拟，镀膜溅射过程的真空溅射室以及辉光放电过程可如图7和图8真实模拟。
图6 3D仿真模拟磁控溅射设备图7 3D仿真模拟真空溅射室图8 3D仿真模拟辉光放电过程（3）原子力显微镜工作原理原子力显微镜是通过探针与样品之间微弱的相互作用力来获得表面信息。
当两个原子彼此靠近时，电子云发生重叠，原子之间产生了排斥力，通过采集微悬臂的位移，即可得到物体表面的形貌。
射频磁控溅射镀膜
东南大学材料科学与工程实验报告学生姓名徐佳乐班级学号12011421 实验日期2014/9/2 批改教师课程名称电子信息材料大型实验批改日期实验名称射频磁控溅射制备薄膜材料报告成绩一、实验目的1、掌握射频磁控溅射原理；2、了解射频磁控溅射操作技术；二、实验原理当直流溅射沉积绝缘性材料时，绝缘层表面不断积累电荷，产生的电场与外加电压抵消，直流辉光放电不能持续进行。
如果在两电极之间施加交流电压，气体电离后，电子在电极间来回振荡以维持气体放电。
由于电子和离子的质量不同，电子随外加交流电场迁移的速度大于离子，因此电极表面始终积累一定数量的负电荷，电极处于负电位（即阴极），正离子受阴极的吸引，轰击电极产生溅射作用。
当使用的交流电压为13.56MHz的射频频率，这类溅射称为射频溅射。
三、实验内容及步骤沉积参数：温度400℃；Ar流量 30sccm；N2流量 2sccm；工作压强0.5Pa；功率 200W；阴极电压 -308V，时间1小时。
1、开机前准备工作（1）开动循环水，检查水压是否足够大，水压控制器是否起作用，保证各水路畅通。
（2）检查总供电电源配线是否完好，底线是否接好，所有仪表电源开关全部处于关闭状态。
（3）检查分子泵、机械泵油是否注到表现处。
（4）检查系统所有阀门是否处于关闭状态。
2、装样先将样品清洗干净后放在样品托上后，将样品托、放入靶材真空室。
3、开机（1）启动总电源确认所有电源开关都在关闭状态后，按下总电源开关，此时电源三相指示灯全亮，供电正常。
（2）磁控溅射室抽真空启动机械泵按下机械泵开关，机械泵指示灯亮，此时机械泵工作，在打开V3旁抽阀开关，机械泵对磁控溅射室进行抽气。
打开热偶真空计进行测量。
启动分子泵先打开分子泵总电源开关，当真空计显示达到20Pa时，关闭旁抽阀V3，打开电磁阀，然后打开分子泵启动按钮，其电源控制面板上显示速率，分子泵开始工作。
这时打开闸板阀对磁控溅射室抽气。
约8分钟，速率显示为600时，分子泵进入正常工作状态。
薄膜实验报告
薄膜实验报告一、实验目的本次薄膜实验的主要目的是研究薄膜的制备工艺、性能特点以及其在不同应用场景中的表现。
通过实验，深入了解薄膜材料的物理和化学性质，掌握薄膜制备的关键技术，并对薄膜的质量和性能进行评估。
二、实验原理薄膜的制备通常采用物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和溶胶凝胶法等方法。
在本次实验中，我们采用了物理气相沉积中的溅射法来制备薄膜。
溅射法是利用高能粒子（通常为离子）轰击靶材，使靶材表面的原子或分子溅射出来，并沉积在基片上形成薄膜。
溅射过程中，溅射粒子的能量、入射角、靶材与基片的距离以及工作气体的压力等因素都会对薄膜的质量和性能产生影响。
三、实验材料与设备1、实验材料靶材：选用了纯度为 9999%的_____金属靶材。
基片：采用了经过清洗处理的_____玻璃基片。
工作气体：使用纯度为 99999%的氩气。
2、实验设备溅射镀膜机：型号为_____，具有高精度的真空系统和溅射控制单元。
真空计：用于测量镀膜腔室内的真空度。
膜厚测试仪：型号为_____，用于测量薄膜的厚度。
表面形貌分析仪：用于观察薄膜的表面形貌和粗糙度。
硬度测试仪：用于测试薄膜的硬度。
四、实验步骤1、基片清洗将玻璃基片依次放入去离子水、丙酮和乙醇中进行超声清洗，每次清洗 15 分钟，以去除基片表面的油污和杂质。
清洗后的基片用氮气吹干，放入干燥箱中备用。
2、装样将清洗好的基片放入溅射镀膜机的样品台上，并调整基片与靶材的距离为_____mm。
安装好靶材，并确保靶材与溅射电源的连接良好。
3、抽真空关闭镀膜机的腔门，启动机械泵和分子泵，对镀膜腔室进行抽真空。
当真空度达到 5×10⁻⁴ Pa 时，停止抽真空。
4、溅射镀膜通入氩气，调节氩气流量为_____sccm，使腔室内的气压稳定在_____Pa。
开启溅射电源，设置溅射功率为_____W，溅射时间为_____分钟，进行薄膜沉积。
5、样品取出溅射镀膜完成后，关闭溅射电源和氩气进气阀，待腔室内温度降低到室温后，打开腔门，取出样品。
磁控溅射法制备薄膜材料实验报告
实验一磁控溅射法制备薄膜材料一、实验目的1、详细掌握磁控溅射制备薄膜的原理和实验程序；2、制备出一种金属膜，如金属铜膜；3、测量制备金属膜的电学性能和光学性能；4、掌握实验数据处理和分析方法，并能利用 Origin 绘图软件对实验数据进行处理和分析。
二、实验仪器磁控溅射镀膜机一套、万用电表一架、紫外可见分光光度计一台；玻璃基片、金属铜靶、氩气等实验耗材。
三、实验原理1、磁控溅射镀膜原理（1）辉光放电溅射是建立在气体辉光放电的基础上，辉光放电是只在真空度约为几帕的稀薄气体中，两个电极之间加上电压时产生的一种气体放电现象。
辉光放电时，两个电极间的电压和电流关系关系不能用简单的欧姆定律来描述，以气压为1.33Pa 的 Ne 为例，其关系如图 5 -1 所示。
图 5-1 气体直流辉光放电的形成当两个电极加上一个直流电压后，由于宇宙射线产生的游离离子和电子有限，开始时只有很小的溅射电流。
随着电压的升高，带电离子和电子获得足够能量，与中性气体分子碰撞产生电离，使电流逐步提高，但是电压受到电源的高输出阻抗限制而为一常数，该区域称为“汤姆森放电”区。
一旦产生了足够多的离子和电子后，放电达到自持，气体开始起辉，出现电压降低。
进一步增加电源功率，电压维持不变，电流平稳增加，该区称为“正常辉光放电”区。
当离子轰击覆盖了整个阴极表面后，继续增加电源功率，可同时提高放电区内的电压和电流密度，形成均匀稳定的“异常辉光放电”，这个放电区就是通常使用的溅射区域。
随后继续增加电压，当电流密度增加到～0.1A/cm 2时，电压开始急剧降低，出现低电压大电流的弧光放电，这在溅射中应力求避免。
（2）溅射通常溅射所用的工作气体是纯氩，辉光放电时，电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。
氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，这些被溅射出来的原子具有一定的动能，并会沿着一定的方向射向衬底，从而被吸附在衬底上沉积成膜。
实验一 真空蒸发和离子溅射镀膜
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四 材料的清洗
清洗污染物的方法很多，如机械清洗、溶剂浸渍冲 洗、电化学清洗、离子轰击清洗、超声波清洗等。不同材 料，不同污染物，清洗的方法不同。 （1）钨蒸发器和铝条的清洗方法是：先用自来水冲去尘 埃，放入浓度为20%的氢氧化钠溶液中煮10分钟（铝条煮半 分钟），除去表面氧化物和油迹，达到见钨发亮为止；然后 用自来水冲洗，浸在离子水（或蒸馏水）中冲洗，取出用无 水乙醇脱水烘干便可。
实际过程是入射粒子（通常为离子）通过与靶材碰撞， 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。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得 向外运动的足够动量，离开靶被溅射出来。而入射粒子能量 的95%用于激励靶中的晶格热振动，只有5%左右的能量传递给 溅射原子。
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3． 溅射的特点
（1）溅射粒子的平均能量比蒸发粒子的平均动能KT高得多， 溅射所获得的薄膜与基片结合较好；(溅射粒子能量达几个电子 伏，而3000K蒸发时粒子的平均动能仅0.26eV)。 （2）入射离子能量与溅 射率的关系： 在几千电子伏范围内 溅射率随入射离子能量 的增大而增大。入射离 子能量再增大，溅射率 达到极值；当能量增大 到几万电子伏，离子注 入效应增强，溅射率下 降，如右图。
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本实验的具体内容：
【实验目的】 【实验原理】 一 真空蒸发镀膜原理 二 离子溅射镀膜原理 直流溅射，磁控溅射，射频溅射等 三 蒸发器与薄膜质量 四 材料的清新 【实验仪器】 【实验步骤】 【思考题】
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【实验目的】
【参考文档】溅射镀膜实验报告-范文模板 (14页)
用60秒内膜厚度的增长量来度量溅射速率，溅射气压P=1.3Pa，靶磁场电流I=1.5A 得到图像：
图3 基片加热时温度与真空度的变化关系 由图可知，随着温度上升，气压迅速升高，随后气压降低至不变，至温度稳定后，气压持续降低。
关键词：真空，直流溅射，镀膜，金属薄膜吸光度，金属薄膜结构和形貌
一、实验原理
1. 真空简介
“真空”是指低于一个大气压的气体状态。在真空技术中，以“真空度”来表示气体的稀薄程度，真空度越高，气体压强越低。通常气体的真空度直接用气体的压强来表示，常用单位为帕斯卡（Pa）或毫米汞柱（mmHg）——简称乇（Torr），它们之间的关系为：
泵抽气速率，气压开始下降且到达指定温度后，温度基本不变，下降速率越来越快。 2、镀膜速率与溅射气压的关系
用30秒内膜厚度的增长量来度量溅射速率，在溅射电流I=0.1A ，靶磁场电流I=1.5A的条件下， 得到图像：
溅
射气压和溅射速率的关系
溅射速率 (A/min)
束后，应等待真空室冷却后，再放气取出样品，否则会造成薄膜氧化，影响其性能。 三．数据记录与分析讨论
成膜方法。
溅射法是利用高能离子（电场加速正离子，由电极间工作气体在强电场作用下电离产生）高速冲击负极溅射材料表面，发生碰撞。由于高能离子的能量大于靶材原子表面结合能，从而使靶材表面的原子或分子等得到入射离子的能量，逐渐溢出表面形成溅射。溅射镀膜就是基于荷能离子轰击靶材时的溅射效应，整个过程都是建立在辉光放电的基础上，即溅射离子都来源于气体放电。
在两次实验中接触了三种真空泵。真空泵是用来获得真空的器械，按照泵的抽气速率和抽气方式分为机械泵，分子泵，扩散泵等。实际使用中应该根据对真空度的不同要求，选择合适的真空泵，有时可能需九．结论
薄膜磁控溅射实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过磁控溅射技术制备不同材料薄膜，研究其制备过程中的工艺参数对薄膜质量的影响，并对薄膜的表面形貌、晶体结构、成分及性能进行分析。
二、实验原理磁控溅射技术是一种物理气相沉积方法，通过将靶材加热至一定温度，使其表面产生自由电子，然后在电场的作用下，自由电子与气体分子发生碰撞，产生等离子体，等离子体中的离子和电子被加速并轰击靶材表面，使靶材表面原子蒸发并沉积在衬底上形成薄膜。
三、实验设备与材料1. 实验设备：- 磁控溅射系统- 扫描电子显微镜（SEM）- X射线衍射仪（XRD）- X射线光电子能谱仪（XPS）- 红外光谱仪（IR）- 薄膜厚度测量仪2. 实验材料：- 靶材：Al、TiO2、ZnO等- 衬底：玻璃、硅等- 氩气、氮气等惰性气体四、实验步骤1. 清洗衬底：使用丙酮、乙醇、蒸馏水等清洗剂对衬底进行清洗，并在烘箱中干燥。
2. 装置准备：将靶材安装在磁控溅射系统上，设置靶材与衬底的距离、溅射气压、溅射时间等参数。
3. 磁控溅射：启动磁控溅射系统，进行溅射实验，制备薄膜。
4. 薄膜性能测试：使用SEM、XRD、XPS、IR等设备对薄膜的表面形貌、晶体结构、成分及性能进行分析。
五、实验结果与分析1. 薄膜表面形貌：SEM结果表明，Al、TiO2、ZnO等薄膜表面均匀，无明显缺陷。
2. 晶体结构：XRD分析表明，薄膜具有良好的晶体结构，晶粒尺寸较小。
3. 成分分析：XPS结果表明，薄膜中各元素含量符合预期。
4. 薄膜性能：- 硬度：Al、TiO2、ZnO等薄膜的硬度较高，具有良好的耐磨性能。
- 导电性：Al薄膜具有良好的导电性，适用于电子器件。
- 介电性能：TiO2、ZnO等薄膜具有良好的介电性能，适用于电容器等器件。
六、实验讨论1. 溅射气压对薄膜质量的影响：溅射气压越高，薄膜密度越大，晶粒尺寸越小，但溅射气压过高会导致薄膜表面出现缺陷。
2. 溅射时间对薄膜质量的影响：溅射时间越长，薄膜厚度越大，但溅射时间过长会导致薄膜内部应力增大，影响薄膜性能。
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篇一：磁控溅射镀膜实验报告近代物理实验磁控溅射镀膜宋爽核12 2011011723 指导老师：王合英 2013-5-24【摘要】本实验根据气体辉光放电和磁场约束电子运动的原理，运用真空系统和磁控溅射镀膜技术，测量了基片加热温度和真空度变化的关系，溅射气压、溅射功率和溅射速率的关系，并在载玻片上镀上了铜膜。
关键词：磁控溅射镀膜，辉光放电，溅射速率，溅射气压、溅射功率一．前言当今信息社会，众多通讯机器的心脏部分，离不开以薄膜技术为基础而制作的元器件、电子回路、集成电路等。
磁控溅射镀膜是目前应用最为广泛的薄膜制备方法之一。
磁控溅射技术是在普通的溅射技术基础上发展起来的。
溅射是近年来在真空镀膜中得到广泛应用的一种成膜方法。
溅射法是利用高能离子（电场加速正离子，由电极间工作气体在强电场作用下电离产生）高速冲击负极溅射材料表面，发生碰撞。
由于高能离子的能量大于靶材原子表面结合能，从而使靶材表面的原子或分子等得到入射离子的能量，逐渐溢出表面形成溅射。
溅射镀膜就是基于荷能离子轰击靶材时的溅射效应，整个过程都是建立在辉光放电的基础上，即溅射离子都来源于气体放电。
而磁控溅射技术工作原理如图1所示：图1 磁控溅射原理就是在电子运动过程中，用磁场和电场同时作用于电子，磁场b垂直于电场e，靶极表面附近的电子在互为正交的电、磁场作用下，受到洛仑兹力作用而沿螺旋路径运动，这就延长了电子在空间运动的时间，从而提高电子对工作气体的电离几率和有效地利用电子的能量，并能尽量避免高能粒子直接轰击样品表面。
磁控溅射具有“低温”、“高速”两大特点，故又称为高速低温溅射技术。
二、实验图2 高真空磁控溅射镀膜机真空室结构示意图按各部分的功能分类，该设备主要由真空系统、溅射镀膜系统、测量及控制系统三部分组成：1、真空系统及其测量真空系统为溅射镀膜提供一个高真空的薄膜生长环境，本底真空度的高低也直接影响薄膜的结构和性能，是薄膜制备最基本和重要的条件。
真空度底，镀膜室内残余气体分子多，薄膜受残余气体分子的影响，使其性能变差。
常用真空获取与测量设备：(1)旋片式机械真空泵机械真空泵是通常用来获得低真空的设备或充当其他高真空泵的前级泵。
(2)涡轮分子泵分子泵是一种获取高真空的常用设备，作为本实验二级泵。
(3)真空的测量---复合真空计本实验采用程控复合真空计测量真空室的真空度，高、低真空分别用电离规管和热偶规管测量，分别显示于两个窗口便于实验。
2、溅射镀膜及控制、测量系统（1）磁控溅射靶（2）多功能基片架（3）溅射气压气体的测量及控制（4）薄膜厚度的在线监测本实验采用石英晶体振荡法测量薄膜厚度和淀积速率。
df2n??mdx此式即为表示振荡频率变化与薄膜质量膜厚之间关系的基本公式。
实验目的：1.掌握真空的获得与测量技术2.了解磁控溅射镀膜的工作原理，探究仪器参数对镀膜过程的影响。
3.运用磁控溅射镀膜技术在玻璃载玻片上镀上铜膜。
注意事项：实验时基片的选取很重要，本实验选用普通的玻璃载玻片，镀膜前需用丙酮和乙醇对基片进行仔细的清洗。
热处理影响镀膜的质量，本实验在160℃下进行镀膜，使吸附原子的动能随着增大，跨越表面势垒的几率增多，容易结晶化，并使薄膜缺陷减少，薄膜内应力也相应减小。
同时也可以除去基片上残留的水蒸气。
对真空室加热时，需在达到指定温度后保持30分钟再进行镀膜，这样一方面使基片温度达到设置温度并尽可能稳定，一方面使真空室在恒定温度下继续抽气，使杂质气体的浓度尽可能低，减少镀膜时的干扰。
对于不同的靶材应选用不同的磁控靶，如nife这样软磁材料的靶，即外回路磁阻很小时，如果采用永磁靶这样磁阻较大的靶，绝大部分磁力线都将被屏蔽，而在靶面上方空间不可能形成足够的平行磁场（漏磁很小）。
这样就破坏了磁控模式运行的前提条件，故nife应用电磁靶溅射。
而如cu这样的抗磁材料，则电磁靶和永磁靶都可使用，而电磁靶产生的磁场强，可更好的延长电子在氩气中的运动时间，利于起辉放电，故实验选用电磁靶。
实验结泵抽气速率，气压开始下降且到达指定温度后，温度基本不变，下降速率越来越快。
2、镀膜速率与溅射气压的关系用30秒内膜厚度的增长量来度量溅射速率，在溅射电流i=0.1a ，靶磁场电流i=1.5a的条件下，得到图像：溅射气压和溅射速率的关系溅射速率 (a/min)束后，应等待真空室冷却后，再放气取出样品，否则会造成薄膜氧化，影响其性能。
三．数据记录与分析讨论1.基片加热过程中真空度的变化基片5加热时温度与真空度的变化关系溅射气压 (pa)气压 (0.001pa)4图4 溅射气压和溅射速率的关系由图可知，在一定范围内，溅射气压越大，溅射速率越3小。
分析：2070140温度(℃)气压越大，真空室内氩气分子密度就越大，镀膜材料分子运动的平均自由程就越小，即材料分子在飞往基片过程中更容易与氩气分子碰撞，导致到达基片的材料分子减少，故气压大溅射速率低。
3、镀膜速率与溅射功率的关系：用60秒内膜厚度的增长量来度量溅射速率，溅射气压p=1.3pa，靶磁场电流i=1.5a 得到图像：图3 基片加热时温度与真空度的变化关系由图可知，随着温度上升，气压迅速升高，随后气压降低至不变，至温度稳定后，气压持续降低。
基片暴露在空气中会吸附气体分子（主要是水蒸气），在基片加热的过程中这些吸附的分子会迅速释放出来导致迅速气压上升，这就解释了曲线前面的上升段。
当气体大部分释放完后，气体释放速率降低，并且气体温度上升与真空泵抽气平衡，气压基本不变，温度上升至接近指定温度时，温度上升速率减慢，低于真空)nim/a( 率速射溅溅射功率 (w)图5 溅射功率和溅射速率的关系y=6.635x，r=0.995由图可知，在一定范围内，溅射电流（溅射功率）越大，溅射速率越大，且成线性关系。
分析：溅射电流的提高，轰击靶材料的氩离子的浓度提高，就会有更多的靶材料被溅射出来；另外，溅射粒子的能量也提高，使薄膜与基片的附着力增加，加快了薄膜的形成速率。
而讲义上说溅射速率与溅射功率基本成正比关系，实验结果与此符合得较好。
需要注意的是，溅射时电流与电压之间的关系遵循公式：i=kvn，而式中的参数k、n与气压、靶材料、磁场和电场有关，实验中注意到靶磁场的增大会使溅射电压减小，因此猜想靶磁场增大会使k增大。
对于靶材蚀刻跑道的讨论：由于试验用的铜靶使用时间很长，靶面上留下了很深的蚀刻轨道。
蚀刻跑道形状如图6，截面如图8(b)所示，这是由于沿靶面一圆周上径向有一如图7的镜像磁场，使电子被约束在跑道宽度内，假设在 x = ±a 处是临界磁约束点, 即电子在此区域内被约束来回反射。
但能被约束的电子并不都是在 x = ±a 处才反射, 也即是说电子的横向宏观振荡半径并不都是a, 而是 0 ～ a 内均可发生, 因此在x = ±a 区域内各处电子的浓度并不相同, 显然 x = 0 处是所有受约束的电子运动的必经之路, 浓度最大, 越往±a 处能到达的电子数目越少, 其浓度也就越小(但不能认为该处的浓度为零) , 可以近似认为符合高斯分布,如图 8(a) 所示。
随着刻蚀的加深, 靶面下降, 更强的磁力线露出靶面(需要说明的是, 磁力线本身的分布并不因溅射而有所改变) , 约束力增强, 临界约束半径减小即约束区域变窄, 于是溅射区域也随之变窄。
如此长期作用下去, 刻蚀跑道的形状就自然是宽度连续收缩,中心深度加剧的倒高斯分布, 如图 8(b) 所示。
图6蚀刻跑道图7镜像场磁力线分布要几种真空泵组合使用，用于工业化生产。
关于溅射功率和溅射气压对溅射速率影响的讨论：虽然分析的结果是提高靶的溅射功率能够提高溅射速率，但是查阅资料表明，如果溅射功率过大，靶的温度将过高，甚至可能靶开裂，升华和熔化。
因此，溅射靶的力学性质和导热性能是限制提高溅射速图8 跑道断面的电子浓度分布（a）及刻蚀断面（b）示意图抽真空装置的比较：实验时老师问到上次做电子衍射的油扩散泵原理，油扩散泵与涡轮分子泵都是用来抽高真空的真空泵，但是原理不同。
油扩散泵是利用气体的扩散现象实现排气作用，当扩散泵受到电炉加热时会产生大量蒸汽，蒸汽流沿导管传输到上部，经喷嘴向下喷出。
在射流界面两边，被抽气体与界面内气体存在很大浓度差，从而使被抽容器的气体分子源源不断地越过界面，扩散进入射流，而被带至与机械泵连接的管道中。
射流在往下运动过程中，碰到有冷却水管冷却的泵壁，油分子被冷凝，沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用，即可获得较高的真空度。
在两次实验中接触了三种真空泵。
真空泵是用来获得真空的器械，按照泵的抽气速率和抽气方式分为机械泵，分子泵，扩散泵等。
实际使用中应该根据对真空度的不同要求，选择合适的真空泵，有时可能需九．结论本实验成功在两块玻璃基底上，用磁控溅射方法得到铜薄膜。
通过本实验，了解并掌握了磁控溅射镀膜机的操作。
学习了关于真空的获得、磁控溅射以及镀膜的相关知识。
并且得到了在一定范围内，溅射气压增大溅射速率减小，以及溅射功率与溅射速率成正比的结论。
通过本次实验，发现并思考了实验中出现的问题，领悟了物理率的重要因素。
为了提高溅射速率，应该将基片尽可能靠近溅射源，但必须保证稳定的异常辉光放电。
而对于溅射气体分压和溅射速率的关系，实验中表明在一定范围内溅射气压越大，溅射速率越小。
而我查找资料后，发现在低气压范围（0.1-0.25pa），溅射气压和溅射速率却是正相关的，这是由于气压升高，气体分子数增多，电离产生的轰击离子增多，靶材溅射出的原子增多，并且在低气压范围内，气体分子对溅射原子的阻挡作用不明显，因此呈现出溅射气压和溅射速率的正相关关系因此，在实际镀膜中，应该综合考虑溅射功率和溅射气压对溅射速率的影响，选择合适的溅射功率和溅射气压，使得镀膜质量达到最佳效果。
篇二：真空镀膜及材料生长实验报告真空镀膜及材料生长实验报告关键词：真空，直流溅射，镀膜，金属薄膜吸光度，金属薄膜结构和形貌一、实验原理1. 真空简介“真空”是指低于一个大气压的气体状态。
在真空技术中，以“真空度”来表示气体的稀薄程度，真空度越高，气体压强越低。
通常气体的真空度直接用气体的压强来表示，常用单位为帕斯卡（pa）或毫米汞柱（mmhg）——简称乇（torr），它们之间的关系为：1毫米汞柱（mmhg）=1乇（torr）=133帕斯卡（pa）在物理学中，真空度分为粗真空（105 ～102 pa），低真空（102 ～10-2 pa），高真空（10-2 ～10-6 pa），超高真空（10-6 ～10-10 pa）和极高真空（<10-10 pa）。
2. 直流溅射镀膜技术所谓“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面（靶材），使固体表面的原子（或分子）从表面射出的现象。