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文檔簡介

直流濺射法制備金屬薄膜第1頁試驗目標直接接觸和認識薄膜材料學會直流濺射法鍍膜原理和方法學會制備干涉法測量膜厚薄膜樣品方法第2頁試驗儀器玻璃襯底氬氣超聲波清洗器機械泵SBC-12小型直流濺射儀(配有金靶,能夠在較低真空度下進行直流濺射)第3頁試驗原理1、直流濺射制備金屬薄膜

在鍍膜室中沖入氬氣,利用直流電壓產生輝光放電,由此形成氬氣離子和由它產生快速中性離子(濺射粒子)以高速轟擊金靶,靶材原子(濺射原子)被從金靶表面濺射出來,冷凝在襯底上,從而形成了薄膜.這種制膜方法稱為濺射法.本試驗采取直流濺射法,即利用直流電壓產生輝光放電.

靶材和襯底之間電位改變并不均勻,會產生陰極電壓降,其大小取決于氣體種類和陰極材料.

第4頁2、制備用干涉法測量金屬薄膜厚度樣品

待測膜厚薄膜樣品要制成臺階狀,臺階高度為待測膜厚d.薄膜樣品其上表面應該含有很好反光性,目標是為了觀察到清楚干涉條紋.

第5頁試驗步驟1、直流濺射制備金屬薄膜(1)調整金靶到工作臺距離(40~45mm).(2)清洗玻璃襯底.(3)抽真空.當真空度小于2Pa時,打開“針閥”向鍍膜室充入氬氣使其真空度到達3~4Pa.(4)設定好薄膜制備時間.(5)先后按“試驗”、“開啟”,金屬薄膜沉積開始.隨時經過對“針閥”調整,使鍍膜室真空度穩(wěn)定.(6)當“定時器”所設定沉積時間到達后,濺射自動停頓,完成了一次,濺射沉積.如需屢次,重復(5)所述內容.第6頁(7)關閉“針閥”,關上“總電源開關”,提起“放氣閥”,給鍍膜室放入空氣.打開上蓋,取出薄膜樣品.2、干涉法測量膜厚樣品制備(1)先在玻璃襯底上制備4min金屬膜.(2)將玻璃襯底二分之一用玻璃片覆蓋,另二分之一裸露,用膠帶把覆蓋玻璃片固定在工作臺上.(3)再次沉積金屬膜,沉積時間為15min.(4)去掉覆蓋玻璃片就取得了待測膜厚金屬薄膜樣品第7頁數據統(tǒng)計樣品標號12沉積時間/min204氬氣壓強/Pa6.86.6濺射電流/mA55薄膜厚度/nm10220.4第8頁數據處理濺射距離4cm,直流電壓V=1000v,K=0.17(氬氣,金),K=0.37(氬氣銀),K=0.07(空氣,金)薄膜計算經驗公式:

所以,沉積速率第9頁誤差分析1、儀器本身存在誤差,使得對鍍膜室抽真空時,其真空度不能到達2Pa以下,這么對氬氣壓強和濺射電流有影響,從而使計算結果出現誤差.2、在鍍膜過程中,相鄰兩次濺射時間少于30s,使沉積時間實際上不是所要求時間,從而影響計算結果,造成誤差.第10頁結論1、經過對試驗現象分析,在制備金屬膜時,相鄰兩次濺射時間間隔不能少于30s.不然制出膜不能使用.2、經過對試驗結果分析,可知在鍍膜時,提升薄膜沉積速率方法:一是增大濺射電流,但不應超出12mA,以免燒壞設備;二是增大濺射電流,但也不宜過大,因為金靶和工作臺之間距離應保持在40~45mm,所以,陰極電壓降不能超出對應范圍,即濺射電流

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