磁控溅射方法制备铜薄膜实验

一、试验目的?1．把握物理气相沉积的根本原理，生疏磁控溅射薄膜制备的工艺；?2．把握磁控溅射镀膜设备的构造和原理。1图 1? 磁 控 溅 射 镀 膜 机 结 构 示 意 图三、试验原理当高能粒子(电场加速的正离子，如Ar+)打在固体外表时，与外表形成薄膜的工艺过程。?体的选择、溅射电压及基片电位、高纯度靶材的影响。?五、试验步骤?预备：基体材料载玻片的清洗、烘干、装夹，铜靶材的安装；?2．方案：?2?????低真空管道?????电磁阀????机械泵??????大气。?储气罐?????三通阀位置1?????低真空管道?????电磁阀????机械泵??????大气??铜薄膜的沉积工艺参数：本底真空度、溅射电流、溅射电压、沉积时间、薄?3.?电压和时间的掌握，薄膜制备完成后，充入大气，取出试样。?六．撰写试验报告???真空系统的组成及作用，简述旋片泵、分子泵的工作原理。?2.?真空测量系?3.?气体放电理论的物理模型。?4.?铜薄膜沉积原理与影响参数的关系。?简介真空镀膜 在真空中制备膜层，包括镀制晶态的金属、半导体、绝缘体或化合物膜虽然化学汽相沉积也承受减压低压或等离子体等真空手段，真空镀膜是指用物理的方法沉积薄膜真空镀膜有三种形式即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。蒸发镀膜M.法拉第1857构如图1。 蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发镀工件如金属陶瓷塑料等基片置于坩埚前方待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表蒸发源的蒸发速率和时间〔或打算于装料量〕，并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜，常承受旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在剩余气体中的平均自由程以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。蒸发镀膜通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体外表称为蒸发镀膜这种方法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。蒸发镀膜设备构造如图1。 蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发镀工件如金属陶瓷塑料等基片置于坩埚前方待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表蒸发源的蒸发速率和时间〔或打算于装料量〕，并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜，常承受旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在剩余气体中的平均自由程以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。编辑本段蒸发镀膜的类型蒸发源有三种类型。①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,〔1[蒸发镀膜设备示意图]〕Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni发。蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜。为沉积高纯单晶膜层，可承受分子束外延方GaAlAs2[分子束外延装置示意图]。喷射炉中装有分子束源，在超高真空下当它被加热到肯定温度时，炉中种超晶格构造薄膜。溅射镀膜187019303[二于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至高真空后充入10～1〔通常为氩气〕，在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。放电产生1WCMoWC、TiCO、N、HS、CH等)参加Ar〕而沉积在基片上。沉积绝缘膜可承受高频溅射法。基片高频电源率比非磁控溅射提高近一个数量级。离子镀D.19634〔约占蒸95%〕也沉积在基片或真空室壁外表。电场对离化的蒸气分子的加速作〔高沉积速率〕与溅射〔良好的膜层附着力〕工艺的特点，并有很好的绕射性，可为外形简单的工件镀膜。光学镀膜材料〔纯度：99.9%-99.9999%〕高纯氧化物TiO2，一氧化钛、TiO，二氧化硅、SiO2，三氧化二钛、Ti2O3，五Al2O3，三氧化二钪、Sc2O3，三氧化二铟、In2O3，二钛酸镨、Pr(TiO3)2，、MgO，三氧化钨、WO3，氧化钐、Sm2O3，氧化钕、Nd2O3，氧化铋、Bi2O3，氧化镨、Pr6O11，氧化锑、Sb2O3，氧化钒、V2O5，氧化镍、NiO，氧化锌、ZnO，氧化铁、Fe2O3，氧化铬、Cr2O3，氧化铜、CuO高纯氟化物NaF，氟化钡、BaF2，氟化铈、CeF3，氟化铅等。高纯金属类高纯铝,高纯铝丝，高纯铝粒，高纯铝片，高纯铝柱，高纯铜，高纯铜丝，高纯钴粒，高纯金，高纯金丝，高纯金片，高纯金粒，高纯银，高纯银丝，高纯高纯钨，高纯钨粒，高纯钼，高纯钼粒，高纯钼片，高纯硅，高纯单晶硅，高纯多晶硅，高纯锗，高纯锗粒，高纯锰，高纯锰粒，高纯钴，高纯钴粒，高纯铌，高纯钒粒，高纯铁，高纯铁粒，高纯铁粉，高纯钛，高纯钛片，高纯钛粒，海面高纯锗，高纯镍，高纯镍丝，高纯镍片，高纯镍柱，高纯钽，高纯钽片，高纯钽高纯钬,高纯钇,高纯镱,高纯铥,高纯铼,高纯铑,高纯钯,高纯铱等.混合料其他化合物PrTiO3，钛酸锶，SrTiO3，钛酸镧，LaTiO3，二硅化钼。辅料编辑本段溅射靶材〔纯度：99.9%-99.999%〕金属靶材镍靶〕、钛靶〕、锌靶〕、铬靶〕、镁靶靶〕、铌靶〔Nb〕、锡靶〔Sn〕、铝靶〔Al〕、铟靶〔In〕、铁靶〕、钛铝靶〔TiAl〕、锆靶〔Zr〕、硅靶〔Si靶〕、铜靶〕、钽靶〕、锗靶〕、银靶〕〔Co〕、金靶〔Au〕、钆靶〔Gd〕、镧靶〔La〕、钇靶〔Y〕、铈靶〔Ce〕、铪靶〔Hf〕、钼靶〔Mo〕、铁镍靶〔FeNi〕、VWNiCr靶材。陶瓷靶材陶瓷靶材 ITO靶、AZO靶，氧化镁靶、氧化铁靶、氧化铬靶、氧靶硫化锌靶硫化镉靶硫化钼靶二氧化硅靶一氧化硅靶氧化铈靶、二氧化锆靶、五氧化二铌靶、二氧化钛靶、二氧化锆靶，二氧化铪靶，二硼化钛靶，二硼化锆靶，三氧化钨靶，三氧化二铝靶，五氧化二钽靶，五氧化二铌靶、氟化镁靶、氟化钇靶、氟化镁靶，硒化锌靶、氮化铝靶，氮化硅靶，氮化硼靶，氮化钛靶，碳化硅靶，铌酸锂靶、钛酸镨靶、钛酸钡靶、钛酸镧靶、氧化镍靶等陶瓷溅射靶材。编辑本段真空镀膜安全操作规程1．在机床运转正常状况下，开动机床时，必需先开水管，工作中应随时留意水压。 在离子轰击和蒸发时，应特别留意高压电线接头，不得触动，以防触电。 3．在用电子枪镀膜时，应在钟罩外围上铝板观看窗的玻璃最好用铅玻璃，观看时应戴上铅玻璃眼镜，以防