蒸发法真空镀膜实验讲义

蒸发法真空镀膜实验讲义.蒸发法真空镀膜实验讲义.7/7蒸发法真空镀膜实验讲义.真空镀膜实验目的掌握真空镀膜的原理和正确操作。实验原理薄膜资料制备及应用薄膜资料的制备是资料科学的一个分支，薄膜制备大体上分为：化学气相聚积–借助空间气相化学反应在衬底表面上聚积固态薄膜。物理气相聚积–用物理方法将源物质转移到气相中，在衬底表面上聚积固态薄膜。主要包括：真空蒸发；溅射；分子束外延等方法。其中，熔点低于的金属才能用于蒸发镀膜，难熔金属应采用溅射法镀膜。别的，由于有些金属会和蒸发源形成合金，故原则上每种镀材应有专用的蒸发源。真空镀膜是将固体资料置于真空室内，在真空条件下，将固体资料加热蒸发，蒸发出来的原子或分子能自由地弥布到容器的内部空间中。当把一些加工好的基板材料放在其中时，蒸发出来的原子或分子就会吸附在基板上逐渐形成一层薄膜。真空镀膜有两种方法一是蒸发一是溅射。本实验采用蒸发的方法，即在真空中把铝材加热蒸发，使其淀积在基片的表面上形成铝膜。铝膜的优点和应用：–与硅基片、层、玻璃及陶瓷基片有较好的附着力，不易零散。–电导率高，与型、型硅的接触势垒低，简单形成欧姆接触。–抗衡蚀剂的选择性好，简单光刻和采用活性离子刻蚀。–与金丝、铝丝的可焊性好，合适于热压焊和超声焊。–铝膜对气体有较好的间隔性。–铝膜富饶金属光彩，可作为装饰涂层。–铝膜反射率较高，可遮挡紫外线，可作为防紫外涂层。–高纯度铝成本底，易于蒸发或溅射，可获得高纯度的铝膜。●●真空系统镀膜机●蒸发源蒸发源的形状以以下图，大体有螺旋式、篮式、发叉式和浅舟式等●蒸发源采用原则有优异的热牢固性，化学性质不爽朗，达到蒸发温度时加热器自己的蒸汽压要足够低。蒸发源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。蒸发物质和蒸发源资料的互熔性必定很低，不易形成合金。要求线圈状蒸发源所用资料能与蒸发资料有优异的浸润，有较大的表面张力。对于不易制成丝状、或蒸发资料与丝状蒸发源的表面张力较小时，可采用舟状蒸发源。实验简要步骤冲刷钨丝、载玻片和铝丝。检查钨丝的固定情况及处在钟罩内的电极的地址，并加入铝丝。抽至真空度达1.5x10-2Pa以上,开始蒸发镀膜。镀膜完成后,办理真空机组的后续工作。思虑题1扩散泵启动前必定要有机械泵供应的前级真空度几pa以上，否则就会使(a扩散泵不能够正常工作(b扩散泵抽速降低(c扩散泵返油打开钟罩从前，必定充大气，这是为了(a用大气冷却基片(b升钟罩时不损坏起落电机(c大气能够保护钟罩我们使用的真空镀膜机，为什么在机械泵和扩散泵之间要加储气罐？?本实验要点1．掌握DM-300B镀膜机的真空系统结构及正确操作2．掌握好蒸发电流和蒸发时间（这是镀膜质量利害的要点）。本实验要点1．基片样品的干净办理制作2．蒸发电流和蒸发时间的掌握，为防范蒸发资料跌落并除去杂质，开始宜缓慢升温，待蒸发资料融化成液滴时再加大电流升温蒸发，直到将资料全部蒸发光，保证薄膜的质量。参照文件吴应华等大学近代物理实验合肥中国科学技术大学初版社1992图片：真空镀膜装置：DM-300镀膜机图1:蒸发法真空镀膜装置图2:DM-300镀膜机本仪器主要由真空系统、镀膜室（钟罩）、提升机构、电器控制组成。可用以蒸发法镀制光学元件的各种透射膜、反射膜及各种滤光膜，电学膜或装饰性薄膜。图3:旋片式机械泵旋片式机械泵是一种气压传输泵，它用油来保持密封并依靠机械方法不断地改变泵内吸气空腔的体积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空。它是一种低真空泵，常被作为粗抽泵和前级泵。其性能参数主要有极限压强和抽气速率。图4:蒸发源电阻加热装置，通以电流，使蒸镀资料从固相变为液相，再由液相变为气相，再由气相淀积在衬底上形成薄膜。图5:扩散泵是一种气压传输泵，利用高速发射的油蒸气平和体分子碰撞，由于射流拥有高流速(约200米/秒、高密度、高分子量(300-500，故能有效地带走气体分子。工作过程为油蒸发-发射-凝结，重复循环。扩散泵不能够单独使用，一般采用机械泵为前级泵，以满足出口