1、-溅射镀膜实验溅射镀膜实验薄膜物理与技术薄膜物理与技术 主要的真空泵主要的真空泵 油封机械泵油封机械泵 分子泵分子泵 分子泵Balzers,1992Leybold M2000,1999“Clean,Lean Vacuum Machine”Turbos 气体随转子作圆周运动,获得离心力,与气体随转子作圆周运动,获得离心力,与转子上页碰撞,按余弦定律散射,获得速转子上页碰撞,按余弦定律散射,获得速度,后与定子下交碰撞,再获向右速度分度,后与定子下交碰撞,再获向右速度分量。量。条件:(条件:(1)起始工作气压小,入大。)起始工作气压小,入大。常压下,空气常压下,空气=0.06m,1.3Pa,=4.4
2、mm要求要求大于叶片间距。大于叶片间距。(2)转子叶片线速度与气体分子速度相)转子叶片线速度与气体分子速度相近分子量大、气体易抽,近分子量大、气体易抽,H2难抽难抽H2最可几最可几速率速率1557m/s,极限真空残余气体中。,极限真空残余气体中。85%为为H2。Pump OperationMoleculeVMoving Wall with Speed VPrinciple of the Turbomolecular PumpVacuum SystemsTurboPumpedSputteringSystem Plasma Ignition:Sweet Spot巴邢曲线3.DC sputterin
3、gsimplest-basically what we have talked about so far Schematic of a planar magnetron target Principle of the magnetic effectNumber densities of electrons in xy-planeNumber densities of electrons in xy-planeMagnetic field traps electronsMagnetic field traps electronsIncrease the ion densityIncrease t
4、he ion densityIncrease the electrons densities Increase the electrons densities Higher sputtering rateHigher sputtering rate实验步骤实验步骤1了解系统结构。真空获得系统,真空测试系统,气体控制系统,基片加热系统,溅射控制系统。2熟悉操作步骤。3基片装夹,开机械泵,通过旁通阀初抽真空,同时打开真空计;到达1000帕左右,打开主阀;达到5帕左右,开启分子泵;开启基片加热器,缓慢升高加热电压至温度到250oC4达到103帕后,停分子泵;分子泵停止后,调节气体控制气压。5改变气压,开启溅射电源,记录气压与起辉电压的变化。观察不同气体的辉光放电现象。6预溅射十分钟以后,调节溅射电流,稳定后打开基片挡板,进行薄膜的溅射沉积。7达到一定薄膜厚度之后,停止溅射,停止加热,关闭真空系统,系统充气,取样观测。实验要求 得到真空度随时间的变化规律 得到放电电压与气压的变化规律 溅射沉积样品 通过电阻测量得到样品均匀性