实验原理 真空镀膜是将固体材料置于真空室内,在真空条件下,将固体材料加热蒸发,蒸发出来的原子或分子能自由地弥布到容器的器壁上。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。本次实验采用蒸发方法。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。 真空系统(DM—300镀膜机) 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 蒸发源选取原则 1 有良好的热稳定性,化学性质不活泼,达到蒸发温度时加热器本身的蒸汽压要足够底。 2 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。 3 蒸发物质和蒸发源材料的互熔性必须很底,不易形成合金。 4 要求线圈状蒸发源所用材料能与蒸发材料有良好的浸润,有较大的表面张力。 5 对于不易制成丝状、或蒸发材料与丝状蒸发源的表面张力较小时,可采用舟状蒸发源。 薄膜厚度分布 设蒸发源为点蒸发源,单位时间内通过任何方向一立体角 dω 的质量为: 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ρ ,单位时间淀积在 ds上的膜厚为t,则 比较以上两式可得: 对于平行平面 ds,φ =θ ,则上式为: 由: 可得在点源的正上方区域(δ =0)时: 薄膜的厚度测量 – 干涉显微镜法 干涉条纹间距Δ 0 ,条纹移动Δ ,台阶高为: 测出Δ 0 和Δ ,即可测得膜厚t 其中λ 为单色光波长,如用白光,λ 取 实验步骤 1.绕制钨篮,清洗钨篮和载玻片,铝丝,祛除表面氧化物。 2制作基片,.用一窄薄铝片遮盖在载玻片上,以便镀膜完成后在基片上形成台阶。 3. 将钨篮和钼舟固定在钟罩内的电极上,并放入铝丝。, 4抽至真空度达 10-6torr以上,开始蒸发镀膜。 5.镀膜完成后,处理真空机组的后续工作。 6.用称重法测薄膜的厚度。 7.用干涉法测薄膜的厚度。 思考题 1扩散泵启动前必须要有机械泵提供的前级真空度几 pa以上,否则就会使 (a)扩散泵不能正常工作 (b) 扩散泵抽速降低 (c) 扩散泵返油 [答案:(a)] 2真空蒸发镀膜时,轰击装置的作用是 (a)使基片升温 (b) 使钟罩升温 (c) 清洁基片和钟罩内壁 [答案:(c) ] 3 打开钟罩之前,必须充大气,这是为了 (a)用大气冷却基片 (b) 升钟罩时不损坏升降电机 (c) 大气可以保护钟罩 [ 答案:(b)] 4 ...