石英晶体监控膜厚仪的发展与应用

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利用石英晶体对膜层厚度检测的研究

利用石英晶体对膜层厚度检测的研究

利用石英晶体对膜层厚度检测的研究摘要本文详细阐述了利用石英晶体谐振器检测蒸镀薄膜膜层厚度和速率的基本原理及优势。

结合石英晶体压电特性,推导出原料与不同材料结合时的谐振频率变化和蒸镀层材料之间质量与频率关系,从而推算出精确膜厚。

为各领域探测蒸镀材料厚度提供精确的测量支持。

关键词石英晶体谐振器;蒸镀膜层;质量负荷效应前言石英晶体具有压电效应,石英晶体的固有谐振频率与其厚度在一定变化范围内存在线性关系,可将这种特质应用到蒸镀膜层探测中对蒸镀膜厚度和速率进行探测,确定蒸镀膜层复合系统中谐振频率变化和蒸镀材料质量之间的关系。

因此探究石英晶体谐振器探测蒸镀膜层的特性具有重要意义。

1 石英晶体的特有性能石英晶体主要特性有两个:压电效应、质量负荷效应。

压电效应:石英晶体是离子型结构,其结晶点阵是有规则分布的。

当有外力作用到石英晶体使其产生机械形变时,石英自身会产生极化现象,成为压电效应。

例如当外加1*105帕压强时,石英表面会出现正负电荷,产生约0.5V的电压。

质量负荷效应:同时石英晶体也具有逆压电效应,对其外加电场时,会使产生机械形变,我们称这种现象为电致伸缩。

当外加为交变电场时,石英晶体会产生伸长或缩短的形变,其频率与外加电场频率有关。

同时,石英晶体的谐振频率与几何尺寸、切割类型,晶片厚度均有关系。

当其他参数一定时,可以通过更改石英晶片的厚度,相应的调整频率。

所以,通常我们在石英晶片上蒸镀镀一层金属薄膜,增加晶片厚度,此时,晶片的谐振频率会发生改变,逐渐变小。

这个改变被称为质量负荷效应。

2 石英晶体谐振器探测蒸镀膜层特性的原理分析石英晶体的谐振频率与蒸镀的膜层厚度有关。

随着膜厚增加,频率逐渐减小。

因此利用石英晶体制作而成的谐振器可以对蒸镀膜的厚度以及蒸镀速率进行精准的监测。

石英晶体谐振频率与厚度的关系,在一定范围内可以等效为线性关系,具体如下:对于在石英晶片上蒸镀一种材料的情况来说,可以把石英晶片与蒸镀材料当作一个复合声学谐振系统。

2023年石英晶体行业市场前景分析

2023年石英晶体行业市场前景分析

2023年石英晶体行业市场前景分析石英晶体是一种应用非常广泛的材料,其中包括电子产品、通信设备、计算机等各种领域都有石英晶体的应用。

石英晶体的品种繁多,应用领域广泛,石英晶体行业市场前景非常广阔。

本文将从石英晶体行业的应用领域、国内外市场规模和发展趋势等方面进行分析,探讨石英晶体行业的市场前景。

一、石英晶体行业的应用领域目前,石英晶体在电子产品、通信设备、计算机等领域都有广泛的应用。

在通信设备方面,石英晶体被广泛应用于基站、计算机网络、移动通信等领域。

在电子产品领域,石英晶体被用作时钟源、定时器、振荡器等器件,并广泛应用于各种数字电路、模拟电路、计算机控制系统等领域。

在计算机领域,石英晶体作为计算机时钟的主要来源,负责网络通信的实时同步,为信息传输提供严格的时序和时序同步。

二、国内外石英晶体市场规模1.国内市场石英晶体行业源头较早,发展较为成熟,主要企业有深圳维信电子、浙江长盛电子、中芯国际等。

据市场调查数据显示,2017年我国石英晶体市场规模达到47.3亿元人民币,同比增长3.3%。

2.国际市场国际石英晶体市场以美国、日本等发达国家为主导。

据统计,2017年全球石英晶体市场总量约为34.5亿美元,其中以美国、日本、中国、德国、瑞士、韩国和台湾等国家和地区为主要供应商,分别占据全球市场份额的39%、20%、14%、8%、5%、5%和4%。

三、石英晶体行业的发展趋势1.智能制造技术的发展智能制造技术的快速发展将促进石英晶体行业的进一步发展。

未来石英晶体将更广泛地应用于物联网设备、智能家居、智能医疗等领域,并结合大数据、云计算等新兴技术,实现智能制造、智慧城市等方向的发展。

2.新材料的应用石英晶体行业将更广泛地应用于新材料领域。

随着国家对新能源汽车产业的高度重视和支持力度的不断加大,未来石英晶体行业将在控制电动汽车的精度、控制技术方面得到更广泛的应用。

3.立足本土市场石英晶体行业在我国拥有广阔、庞大的市场,其发展前景十分广阔。

石英晶振仪原理

石英晶振仪原理

8
➢ 膜厚控制仪用电子组件引起晶振片的高速振动,约每秒6百 万次(6MHz),镀膜时,测试每秒钟振动次数的改变,从 所接受的数据中计算膜层的厚度。为了确保晶振片以6MHz 的速度振动,在真空室外装有“振荡器”,与晶控仪和探头 接口连接,振荡器通过迅速改变给晶振片的电流使晶振片高
速振动。一个电子信号被送回晶控仪。 晶控仪中的电路收到 电子信号后,计算晶振片的每秒振速。这个信息接着传送到
n 在1950年,德国科学家GEORGE SAUERBREY研究发现,如果在晶体的表面上 镀一层薄膜,则晶体的振动就会减弱,而且还发现这种振动或频率的减少,是由 薄膜的厚度和密度决定的,利用非常精密的电子设备,每秒钟可能多次测试振动, 从而实现对晶体镀膜厚度和邻近基体薄膜厚度的实时监控。从此,膜厚控制仪就 诞生了。
整理版ppt
12
四:使用晶振片的注意事项
▪ 毫无疑问,晶振片是比较敏感的电子组件。用作镀膜的时候 ,晶振片可以测量到膜厚0.000000000001克重的变化,这 相当于1原子(atom)膜厚,而且,晶振片对温度也很敏感 ,对1/100摄氏温度的变化也能感知。
▪ 另外,晶振片对应力的敏感也很大,在一些特别的镀膜过程 中可以感知已镀膜的晶振片冷却后膜层原子的变化。 例如对 常用MgF2增透膜﹐300度时膜硬度是平时的2倍,冷却时会 产生巨大的应力,
▪ 薄薄圆圆的晶振片,来源于多面体石英棒,先被切成闪闪发光的六面体棒,再经 过反复的切割和研磨,石英棒最终被做成一堆薄薄的(厚0.23mm,直径 13.98mm)圆片,每个圆片经切边,抛光和清洗,最后镀上金属电极(正面全 镀,背面镀上钥匙孔形),经过检测,包装后就是我们常用的晶振片了。
▪ 用于石英膜厚监控用的石英芯片采用AT切割,对于旋光率为右旋晶体,所谓AT 切割即为切割面通过或平行于电轴且与光轴成顺时针的特定夹角。AT切割的晶 体片其振动频率对质量的变化极其灵敏,但却不敏感于温度的变化。这些特性使

石英晶体微天平在聚合物薄膜研究中的应用与展望

石英晶体微天平在聚合物薄膜研究中的应用与展望
[ 11]
: ( 4)
- 2nf 0 & i fd f ( i2∀nf0m f ) = ∀ Zq Zq
其中 & 厚度和质量 , n = 1 , 3 , 5 , 7 , 9 f, d f 和 m f 分别是薄膜的密度、
为石英晶片泛频共振的阶数。由
此可见 , 薄膜只引起了石英晶片频率的变化, 其半峰宽保持不变。 Sauerbery 方程是石英晶体微天平仪的 最基本方程和应用基础, 就是由于能够对薄膜的质量进行准确测量 , 因此才被称为石英晶体微天平仪。 当石英晶体微天平仪在溶液中使用时 , 使石英晶片的上表面与溶液相接触, 则溶液在石英晶片上表 面形成的应力导致了石英晶片的频率和半峰宽都发生变化, 即 Kanazaw a 方程 f+ i f0 = i ∀Z q - 1+ i i2∀nf0 & l ∋l = nZ q 2∀nf 0 & l ∋l
6 2
上述 3 类石英晶体微天平仪均有着广泛的应用 , 其中石英晶体振荡仪主要应用于便携式化学与生物传
=
i i % Z load = ∀Z q ∀Z q vs
( 3)
分 别 为加 载 后石 英 晶片 的 频 率和 半 峰宽 的 变 化,
Z q = 8. 8 10 kg / ( m s) 是石英晶体的空气阻抗 , Z load是加载物质的空气阻抗, % 是加载物质在石英晶片 表面形成的应力 , v s 是石英晶片的共振速率。 当加载物质是一层很薄的均匀薄膜 ( 其厚度小于 100 nm ) 时, 薄膜在石英晶片表面形成的应力与薄 膜的厚度或质量成正比, 即 Sauerbery 方程 f+ i f0 =
753
图 2 F ig . 2
( A ) 加载前后石英晶体的振荡频谱变 化示意图 ; ( B) 石英晶体共振信号自由 衰减 , 其振 Sche m e o f chang e of resonance curves for qua rtz crysta l be fo re and a fter load ing ( A ) and

利用石英晶体对膜层厚度检测的研究

利用石英晶体对膜层厚度检测的研究

利用石英晶体对膜层厚度检测的研究作者:吴婷婷来源:《科学与信息化》2018年第07期摘要本文详细阐述了利用石英晶体谐振器检测蒸镀薄膜膜层厚度和速率的基本原理及优势。

结合石英晶体压电特性,推导出原料与不同材料结合时的谐振频率变化和蒸镀层材料之间质量与频率关系,从而推算出精确膜厚。

为各领域探测蒸镀材料厚度提供精确的测量支持。

关键词石英晶体谐振器;蒸镀膜层;质量负荷效应前言石英晶体具有压电效应,石英晶体的固有谐振频率与其厚度在一定变化范围内存在线性关系,可将这种特质应用到蒸镀膜层探测中对蒸镀膜厚度和速率进行探测,确定蒸镀膜层复合系统中谐振频率变化和蒸镀材料质量之间的关系。

因此探究石英晶体谐振器探测蒸镀膜层的特性具有重要意义。

1 石英晶体的特有性能石英晶体主要特性有两个:压电效应、质量负荷效应。

压电效应:石英晶体是离子型结构,其结晶点阵是有规则分布的。

当有外力作用到石英晶体使其产生机械形变时,石英自身会产生极化现象,成为压电效应。

例如当外加1*105帕压强时,石英表面会出现正负电荷,产生约0.5V的电压。

质量负荷效应:同时石英晶体也具有逆压电效应,对其外加电场时,会使产生机械形变,我们称这种现象为电致伸缩。

当外加为交变电场时,石英晶体会产生伸长或缩短的形变,其频率与外加电场频率有关。

同时,石英晶体的谐振频率与几何尺寸、切割类型,晶片厚度均有关系。

当其他参数一定时,可以通过更改石英晶片的厚度,相应的调整频率。

所以,通常我们在石英晶片上蒸镀镀一层金属薄膜,增加晶片厚度,此时,晶片的谐振频率会发生改变,逐渐变小。

这个改变被称为质量负荷效应。

2 石英晶体谐振器探测蒸镀膜层特性的原理分析石英晶体的谐振频率与蒸镀的膜层厚度有关。

随着膜厚增加,频率逐渐减小。

因此利用石英晶体制作而成的谐振器可以对蒸镀膜的厚度以及蒸镀速率进行精准的监测。

石英晶体谐振频率与厚度的关系,在一定范围内可以等效为线性关系,具体如下:对于在石英晶片上蒸镀一种材料的情况来说,可以把石英晶片与蒸镀材料当作一个复合声学谐振系统。

膜厚监控用石英晶振片团体标准

膜厚监控用石英晶振片团体标准

膜厚监控用石英晶振片团体标准1.概述膜厚监控是一项重要的工艺控制手段,在许多领域都有着广泛的应用。

而石英晶振片是一种常用的膜厚监控的工具,其稳定性和精准度对于膜厚监控具有至关重要的意义。

为了统一膜厚监控用石英晶振片的相关标准,特制定了本团体标准,以便行业内各方在膜厚监控领域有统一的参照标准。

2.标准名称和适用范围本团体标准的名称为《膜厚监控用石英晶振片团体标准》,适用于各类工业生产中的膜厚监控工作。

无论是薄膜涂覆、化学气相沉积、溅射沉积等各种膜厚监控,均适用于本标准。

3.术语和定义(1)石英晶振片: 一种能够产生固定频率振荡的石英晶体材料。

(2)膜厚监控: 对薄膜涂层的厚度进行实时监测和控制的技术和手段。

(3)团体标准: 行业内各方统一遵循的标准。

4.技术要求(1)振荡频率精确度: 石英晶振片的振荡频率应符合国际相关标准规定的精确度要求,误差范围在允许范围内。

(2)温度稳定性: 石英晶振片在不同温度下的振荡频率应保持稳定,不受外界温度变化的影响。

(3)湿度适应性: 石英晶振片应具有一定的湿度适应性,能够在潮湿环境下正常工作。

(4)长期稳定性: 石英晶振片在长时间使用后的稳定性应能够得到保证,不会因为长期使用而出现频率漂移或其他问题。

5.检测方法(1)频率测量仪器: 使用精准的频率测量仪器对石英晶振片的振荡频率进行检测。

(2)温度控制箱: 利用温度控制箱对石英晶振片进行不同温度下的稳定性测试。

(3)湿度实验室: 在一定湿度条件下对石英晶振片进行湿度适应性测试。

(4)长期稳定性测试: 对石英晶振片进行长时间的频率监测,以验证其长期稳定性。

6.标准制定依据本团体标准是根据国际相关标准和行业内实际应用的需求制定而成,以确保膜厚监控用石英晶振片在工业生产中能够稳定、精准地工作。

7.结论本团体标准的制定将有力地推动膜厚监控用石英晶振片的标准化和规范化,有助于提高膜厚监控的精准度和稳定性,为工业生产提供可靠的技术支撑和保障。

膜厚测量仪的应用场景 分类

膜厚测量仪的应用场景 分类

1、半导体加工
在半导体制造业中,不同工艺步骤所涉及的膜厚以及成分都不同,需要采用高灵敏度的仪器来进行检测。

膜厚测量仪能够精确测量超薄膜,对后续工序制定提供参考。

2、金属材料检测
在金属材料制造业中,需要对金属表面的薄膜进行监控和质量控制。

膜厚测量仪可以准确地检测不同种类和厚度的金属薄膜,从而保证产品的质量。

3、涂层检测
涂层是广泛应用的物理表面改性工艺,涂层的厚度和成分会直接影响到涂层的质量和使用寿命。

通过膜厚测量仪可以及时掌握涂层的信息,并对质量进行控制。

膜厚测量仪是一种应用广泛的电子、金属、化学等多个领域的精密测量工具。

在当前以品质为导向的制造环境下,膜厚测量仪已经成为现代制造工艺中bu可缺少的设备,为保证材料及产品品质提供了有力支持。

石英晶体在真空镀膜测厚技术中的应用研究

石英晶体在真空镀膜测厚技术中的应用研究

压 缩 的机 械运 动 产 生 … .压 电效 应 与 逆 压 电效 应 同 时 度 逐 渐 增 强 , 最 后 稳定 在 由 晶 体 切 割 方 向 和 几 何 尺 寸 所 确 定 的 , 其 本身 固有 的机 械 振 动 频 率 上 ,该 频 率 即 为 石 英 晶 体 的 谐振 频 率 L2],机 械 谐 振 会 使 晶 体 对 外 呈 现 出 稳 定 的 电 特性 频 率 .
V 01.21 No.4 Aug.2002
石 英 晶 体 在 真 空 镀 膜 测 厚 技 术 中 的 应 用 研 究
贾石 峰 , 吴 蓉
(兰州铁道 学院 信 息与 电气 工程学 院 ,甘肃 兰州 730070)
摘 要 :基 于石 英 晶体振 荡原 理 ,提 出了在 真 空状 态下的 一种超 薄 型镀 膜 测厚 方 法 ,介 绍 了该 项测厚 技 术 的 基 本 电
2 测厚电路基础
利 用 石 英 晶 体 组 成 的振 荡 器 有 并 联 和 串 联 两 类 ,都是 以 三点 式 电路 为基 础 .由 于并 联 谐 振具 有 较 高 的品质因数和较强 的稳频 特性 ,所 以在测 厚 电路 中通 常 采 用 将 石 英 晶体 等 效 为 电 感 的并 联 谐 振 方 式 J.石 英 晶体 在振 荡 器 中组 成 并 联 谐 振 典 型 电 路 及 其 等 效 振 荡 电路 分 别 如 图 1和 图 2所 示 .其 中 :C。 为 等 效 静 态 电容 ;C0为 等 效 动 态 电 容 ;L。为 等 效 动 态 电感 ;R。为等 效 动 态 电 阻 .
石 英 晶体 JT接 于 晶体 管 c一 6之 间 等 效 为 一 电 感 ,并 有 动 态 电 容 C0远 小 于 其 它 电容 ,晶体 管 与 石 英 谐振 器 的耦 合 极 松 ,从 而 保 证 振 荡 频 率 不 受 晶 体
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国内外很多研究机构都在致 力于膜厚监控以及薄膜制备自动 化方面的研究袁加拿大国家研究委 员会的微观结构研究所与一些自 动化公司合作已经研究了一套薄 膜自动沉积装置袁该装置可以实现 设计和沉积自动化袁对于提高膜厚 的控制精度起到了积极作用[10]遥 日 本新科隆株式会社研制的几种膜 厚仪精度都比较高遥 莱宝公司开发 了 IC/5尧XTC/2尧XTC/C尧XTM/2 等 一系列的薄膜沉积控制仪袁这些仪 器都是用石英晶振测厚的原理制 成的袁 采用了 ModeLock 和 Crys原 talSix 两项专利技术袁 可实现薄膜 沉积过程中沉积厚度和沉积速率 的控制袁石英晶体上单层可沉积膜 厚最大可达 34.3滋m袁 控制精度最 大为 0.5豫遥
频率单调地线性下降袁 观察方便袁
不会出现光电极值法监控系统中
控制信号的起伏遥 这种计算膜厚的
方法假定了沉积的膜层没有改变
石英晶体的谐振频率袁而实际上沉
积的膜层已经改变了石Байду номын сангаас晶体的
谐振频率袁由单一材料的振荡模式
变成两种材料的混合振荡模式袁考
虑到这一点袁石英晶控仪采用了声
阻抗法测厚的公式袁即院
蓸 蔀 蓸 蔀 Ddf=
57
第 42 卷袁 第 2 期 2005 年 2 月
g/cm2 袁Ddf 为沉积薄膜的厚度袁得 到
Dd=
rfDdf rQ
渊4冤
将渊4冤代入渊2冤式袁得到
DfQ=-
NrfDdf d2rQ
渊5冤
再将渊1冤式代入后得到
蓸 蔀 DfQ=-
f
2rfDdf NrQ
=
-
f
2 Q
rf
NrQ
Ddf渊6冤
由于 fQ 为石英晶体的固有谐振频
质量尧温度尧应力尧压力尧环境气体
粘度等因素袁驻f M.T.S.P.Z 表示由于薄 膜质量尧温度尧应力尧压力尧环境气
振片的寿命最多只能降到 90%袁因
此相应地可以计算出 Df fQ
<
2.5%,此
时有 pDf fQ

p 2

所以渊8冤式可以用
泰勒级数展开尧并忽略高次项得到
蓸 蔀 蓸 蔀 Ddf=
rQ rf
N pf RZ
蓘 蓡 arctg
RZ pDf fQ
渊9冤
由 于 大 部 分 膜 料 的 RZ<1, 所 以
RZ pDf fQ
1 引言
厚度作为光学薄膜最重要的 参数之一袁决定性地影响薄膜的力 学性能尧电学性能和光学性能遥 另 一方面袁几乎所有的薄膜性能都与 厚度有关遥 因此准确控制薄膜的厚 度就成为制备具有优良性能的光 学薄膜的关键遥
监控薄膜厚度的方法主要有 电阻法尧称重法尧石英晶体振荡法 和光电极值法及其改进尧 双色法尧 波长扫描法尧 电子模拟微分法尧单 色定值比较法尧 双色四光路控制 法尧电离感测器法等[1]遥 经典的光学 薄膜系统渊即规整膜系冤的监控方 法主要有极值法袁以及测量透射率 和反射率对波长倒数的波长调制 法遥 近年来袁随着光学事业的发展袁
率袁 rf 对既定材料是已知的袁在膜
层不是很厚袁石英晶体的固有谐振
频率变化不是很大时袁可以近似地

f
2 Q
rf
NrQ
看成常数遥 于是渊6冤式表达
的石英晶体频率的变化 DfQ 与沉积
薄膜的厚度 Ddf 为线性关系袁所以
可以借助检测石英晶体固有谐振
频率的变化袁 实现对膜厚的监控遥
显然随着镀膜时膜层厚度的增加袁
2 石英晶体振荡法监控膜厚的 原理
石英晶体振荡法监控膜厚袁主
要是利用了石英晶体的两个效应[2]袁
压电效应和质量负荷效应袁通过测
定其固有谐振频率或与固有谐振
频率有关的参量变化来监控沉积
薄膜的厚度[3]遥 其基本原理[4]如下院
石英晶体压电效应的固有谐振频
率与厚度的关系为
fQ=
N d
(1)
式中袁 fQ 为石英晶体的固有谐振频 率袁 N 为频率常数袁 其值为 1670
(Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, The Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800)
Abstract Quartz crystal oscillation method is a dynamic method to monitor the thickness of optical coatings. It has many advantages, such as monitoring physical thickness, simple setting, easy auto- control, etc., so it is more and more widely used in monitoring the optical coatings. The principle of coating thickness monitoring by quartz crystal oscillation is described. The development and the stabilization of quartz crystal monitoring are introduced. Kew words quartz crystal oscillation thickness of optical coatings principle
4 晶振片振荡频率的稳定性
早 在 1990 年 印 度 就 研 究 报 道[11]了在相同条件下不同材料的晶 振片振荡频率的稳定性问题袁晶振 片 在 20 耀25益的 环 境 中 连 续 放 置 24 小时袁都加一个上下波动 0.01豫 的 5V 电压遥 晶振片与数字计数器
58
第 42 卷袁 第 2 期 2005 年 2 月
激光与光电子学进展
都很高袁优于 0.3Hz袁用该探头既可
以用于真空材料蒸发速率的精确
测量袁也可以用于真空镀膜膜厚的
精确监控遥 还有一种改进就是利用
差动电路[17]测量晶振片和参考晶片
同时置于真空镀膜室中 袁测量晶片
暴露于真空中袁参考晶片用档板遮
盖使之表面无薄膜材料沉积遥 两振
荡器输出频率分别为 fm 和 fr ,且 fr >fm, fm 和 fr 经频差测量电路输出遥 薄膜沉积之前参考晶片和测量晶
第 42 卷袁 第 2 期 2005 年 2 月
激光与光电子学进展
Vol.42, No.2 Feb. 2005
石英晶体监控膜厚仪的发展与应用
占美琼 谭天亚 贺洪波 邵建达 范正修
(中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800)
提 要 石英晶体振荡监控光学薄膜厚度是直接监控光学薄膜物理厚度的方法袁与工作波段无关袁设置简单袁各种厚度皆 可控制袁易于实现自动控制袁将会越来越广泛地应用在光学薄膜厚度监控中遥 本文首先介绍了石英晶体监控膜厚仪监控光 学薄膜厚度的原理袁然后讨论了石英晶体监控仪的发展和晶振片的稳定性遥 关键词 石英晶体振荡法 薄膜厚度 原理
Development and Application of Monitoring Thickness of Optical Coatings by Quartz Crystal Oscillation
ZHAN Meiqiong TAN Tianya HE Hongbo SHAO Jianda FAN Zhengxiu
显示冤就要更换或清洗遥
3 石英晶控仪的发展
1966 年报道了一种新的温度
Vol.42, No.2 Feb. 2005
补 偿 膜 厚 监 控 仪 [6]袁 它 的 精 度 超 过 10原9gm/cm遥 1971 年报道了四种新 的 数 字 膜 厚 监 控 仪 [7]袁 每 种 监 控 仪 都能满足某种特殊的需要袁测量范 围从 0.1 nm 到 105 nm袁 膜料的密 度从 1 g/cm3 到 10 g/cm3袁 精度是 0.1nm遥 其中有一种是 Granville原 Phillips Co 的 219FTM 系列膜厚监 控仪[8]袁其测量范围 0.1~20000 nm袁 可选择的量程有 200nm袁2000nm袁 20000nm袁主要用于微电子电路尧光 学薄膜生长尧电子显微镜和研究薄 膜性能以及石英微天平遥 1975 年又 报道了一种新的膜厚控制仪 FTM3 [9]袁 具有高稳定性和高精度以及操 作简单的优点遥
石英晶体的谐振频率遥 则渊7冤可简
激光与光电子学进展
化为[5]
蓸 蔀 蓸 蔀 Ddf=
rQ rf
N pf RZ
蓘 蓡 arctg
RZtg pDf fQ
渊8冤
理论上石英 晶振片的寿 命从 99%
渊没有沉积薄膜的晶振片的寿命冤
降到 0, 对应 的 频率 下降 1.5MHz
渊没有沉积薄膜的晶振片的谐振频
率是 6 MHz冤袁 实际使用中石英晶
rQ rf
N
f
2 Q
为常
数袁所以 Ddf 与 Df 就呈线性关系袁
即这个公式体现了膜厚与石英晶
体谐振频率变化的关系遥
如果 Df 过大袁(9)式和(10)式的
高次项就不能忽略袁上面推导的线性
关系就不能很好地符合袁晶控仪的监
控精度就受到影响遥所以为了保证晶
控仪的监控精度袁石英晶振片在沉积
了一定厚度的薄膜后渊石英晶控仪会
kHz窑mm袁d是晶体厚度遥 对(1)式微
分袁得到
DfQ=-
NDd d2
渊2冤
再利用下列关系式
Dm=ArfDdf=ArQDd 渊3冤 其中袁A 为晶体被镀面积袁rf 为膜层 密度袁rQ 为石英密度袁 其值为 2.65
收稿日期: 2004-08-16 作者简介院 占美琼渊1978~冤袁博士研究生袁主要从事高功率激光薄膜和膜厚控制研究遥 E-mail院hbhmzmq@
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