磁控溅射方法制备铜薄膜实验VIP免费

磁控溅射镀膜机结构意图图1示i丿L'2^1.数薇殛.抽牌磁控溅射方法制备铜薄膜实验一、实验目的1．掌握物理气相沉积的基本原理，熟悉磁控溅射薄膜制备的工艺；2．掌握磁控溅射镀膜设备的结构和原理。二、设备仪器磁控溅射薄膜沉积台结构如图1所示。三、实验原理当高能粒子（电场加速的正离子，如Ar+）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，沉积到基体材料表面形成薄膜的工艺过程。四、实验内容掌握磁控溅射薄膜制备的气体放电理论和特性，观察气体放电现象，理解气体放电的物理过程；掌握磁控溅射膜制备的沉积原理及条件，薄膜制备过程中溅射气体的选择、溅射电压及基片电位、高纯度靶材的影响。五、实验步骤1．准备：基体材料载玻片的清洗、烘干、装夹，铜靶材的安装；2．方案：a.描述低真空的抽气回路：真空室三通阀位置2低真空管道电磁阀机械泵大气。b.描述高真空的抽气回路：真空室蝶阀挡油器油扩散泵储气罐三通阀位置1低真空管道电磁阀机械泵大气c.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、薄膜厚度。3.步骤：本底真空获得后，进行氩气充气量的控制，溅射过程中电流、电压和时间的控制，薄膜制备完成后，充入大气，取出试样。六．撰写实验报告1.真空系统的组成及作用，简述旋片泵、分子泵的工作原理。2.真空测量系统的组成，简述电离真空规的工作原理。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、绝缘体等单质或化合物膜。虽然化学汽相沉积也采用减压、低压或等离子体等真空手段，但一般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很卩蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。蒸发镀膜通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面,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。蒸发镀膜设备结构如图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源，待镀工件，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面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量）,并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜,常采用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残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表面，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。蒸发镀膜设备结构如图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源，待镀工件，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面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜，常采用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残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、钽制成舟箔或丝状通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质（图1［蒸发镀膜设备示意图］）电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。②高频感应加热源:用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质。③电子束加热源:适用于蒸发温度较高（不低于2000［618-1］）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。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，可采用分子束外延方法。生长掺杂的GaAlAs单晶层的分子束外延装置如图2［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...