真空镀膜工艺简介

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1、真空镀膜工艺资料真空：低于一个大气压的气体状态。1643年，意大利物理学家托里拆利(E.TorriceHi)首创 著名的大气压实验，获得真空。自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。 人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。真空量度单位1 标准大气压=760mmHg=760(Torr)1 标准大气压=1.013x105 Pa1Torr=133.3Pa真空区域的划分目前尚无统一规定，常见的划分为：粗真空 105-103pa(760-10Torr)低真空 103-10-1pa(10-10-3Torr)高真空 10-1-10-6pa(10-3-10-8Torr)超高真空 10-6-10-10

2、pa(10-8-10-12Torr)极高真空 10-10pa(p2,实现了抽气。真空泵的分类气体传输泵：是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以达到抽气目的的真空泵，例如旋 片机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。气体捕集泵：是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结在泵内表面的真空泵，例如分子 筛吸附泵、钛升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。真空泵的主要参数抽气速率：定义为在泵的进气口任意给定压强下，单位时间内流入泵内的气体体积CAriKJ其中，Q为单位时间内流入泵的气体量。泵的抽气速率S并不是常数，随P而变。极限压强：Pn（极限真空）最高工作压强：Pm工作压强范围（Pn-Pm）:泵能正常工作的压强范围几种

3、常用真空泵的工作压强范围：旋片机械泵105-10-2pa吸附泵 105-10-2pa扩散泵 10o-10-5pa涡轮分子泵101-10-8pa溅射离子泵1Oo-1O-1Opa低温泵 10-1-10-11pa几种常用真空泵的工作原理旋片机械泵工作过程是：吸气一压缩一排气。定子浸在油中起润滑，密封和堵塞缝隙的作用。主要参量是：抽速和极限压强。由于极限压强较高，常用做前级泵（预抽泵）。旋片式机械泵 油扩散泵工作过程是：油蒸发一喷射一凝结，重复循环由于射流具有高流速（约200米/秒）、高密度、高分子量（300500）,故能有效地带走气体 分子。扩散泵不能单独使用，一般采用机械泵为前级泵，以满足出口压强

4、（最大40Pa），如果 出口压强高于规定值，抽气作用就会停止。1.水冷套；2.喷油嘴；3.导流管；4.泵壳；5.加热器 涡轮分子泵工作过程是：高速旋转叶片（30000转/分）一对气体分子施以定向动量一压缩一排气。优点：无油，洁净，启动快，制动快，可忍受大气冲击。缺点：由于高速旋转，不能在 磁场中使用，否则会产生涡流，导致叶轮发热、变形等严重后果，对氢气等轻质气体抽速较 小，价格昂贵。1.动叶轮；2.泵壳；3.涡轮排；4.中频电动机；5.底座；6.出气口法兰；7.润滑油池；8.静叶轮；9.电机冷却水管.真空的测量一真空计 绝对真空计直接测量真空度的量具，如U型计、压缩真空计（麦克劳真空计）。压缩

5、型真空计 测量范围：10310-3 PaU型计 测量范围：10510 Pa相对真空计直接测量与压强有关的物理量，再与绝对真空计相比较进行标定的真空计。热偶真空计（热传导真空计）测量范围：100-10-1Pa测量下限：热丝温度较高，气体分子热传导很小，热丝引线本身的热传导和热辐射引起 的热量减小占主导地位，这两部分与压强无关。热电偶规管及其电路原理热阴极电离真空计原理：电子与气体分子碰撞引起分子电离，形成电子和正离，电子最终被加速极收集, 正离子被收集极接收形成离子流：I+ = kIep = cp其中，k称为电离计的灵敏度，是单位电子电流、单位压强下的离子流。测量范围：1.33X10-1 1.3

6、3X10-5 Pa测量下限：高速电子打到加速极G - G产生软x射线一软x射线射向收集极c -收 集极c产生光电发射一产生电子流Ix - Ix与I+方向相反，与压强无关。电离规管电离计线路图理论解释:当p较高时，kx / p k，此时X1+与压强无关 B一A真空计（超高真空熱阴极电离计）50年代初，Bayard和Alpert经过改进电离规，减小光电流，减小受照面积，制成B-A 规，收集极面积减小了 1001000倍，测量下限也降低1001000倍。0.2mm的钨丝测量下限可达10-810-9 pa4 口 m的钨丝测量下限可达10-10 paB-A真空规管1.离子收集极；2.加速极（栅极）3.阴

7、极灯丝；4.外壳真空镀膜 真空溅射：当高能粒子（电场加速的正离子）打在固体表面时，与表面的原子、分子交换 能量，从而使这些原子、分子飞溅出来。 真空蒸发：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。 真空蒸发镀膜简介 真空系统（DM300镀膜机）真空系统(DM300镀膜机) 蒸发系统3工作轴轰击电盪蒸发系统 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 膜厚的计算在真空中气体分子的平均自由程为：L = 0.65 / p (cm)，其中p的单位是Pa。当p = 1.3 X 10-3 Pa时，L500 cm。L基片到蒸发源的距离，分子

8、作直线运动。设蒸发源为点蒸发源，单位时间内通过任何方向一立体角d3的质量为:dm =m *dm蒸发物质到达任一方向面积元ds质量为:设蒸发物的密度为P，单位时间淀积在ds上的膜厚为t，则:dm - pi .ds比较以上两式可得:对于平行平面ds,d=e，则上式为:由:可得:tnh4矽（+护严在点源的正上方区域（6=0）时: 薄膜厚度的测量 干涉显微镜法干涉条纹间距A0,条纹移动A,台阶高为测出A0和A,即可测得膜厚t,其中入为单色光波长，如用白光，入取A = 0.53= 53(kw 称重法如果薄膜面积A,密度P和质量m可以被精确测定的话，膜厚t就可以计算出来: 石英晶体振荡器法广泛应用于薄膜淀积过程中厚度的实时测量，主要应用于淀积速度，厚度的监测，还可以反 过来（与电子技术结合）控制物质蒸发或溅射的速率，从而实现对于淀积过程的自动控制。