cvd镀膜设备（真空溅射镀膜）

真空镀膜机的原理

真空镀膜主要是指一种需要在高真空度下进行的镀膜，包括很多种，包括真空离子蒸发、磁控溅射、MBE分子束外延、PLD激光溅射沉积等。主要思想是将其分为蒸发和溅射。需要镀膜的就成了基材，镀的材料就成了靶材。衬底和靶一起在真空室中。蒸发镀膜一般是将靶材加热，使表面成分以原子团或离子的形式蒸发，并沉积在基片表面。通过成膜过程(散点-岛状结构-杂散结构-层状生长)形成薄膜。对于溅射镀膜，可以简单理解为用电子或高能激光轰击靶材，表面成分以原子团或离子的形式溅射出来，最终沉积在基片表面，经过成膜过程，最终形成薄膜。

什么是真空镀膜技术？

所谓真空镀膜，就是将待镀材料和待镀基底置于真空室中，通过一定的方法加热待镀材料，使其蒸发或升华，飞溅射到基底表面形成薄膜的过程。1.真空条件下镀膜成膜的方法和分类有很多优点：可以减少蒸发材料原子和分子在飞向衬底过程中的碰撞，减少气体中的活性分子与蒸发源材料之间的化学反应(如氧化)，减少成膜过程中进入薄膜成为杂质的气体分子数量，从而提供薄膜的密度、纯度、沉积速率和与衬底的附着力。通常，真空蒸发要求成膜室内的压力等于或低于10-2Pa，当蒸发源远离基片，薄膜质量较高时，压力较低。主要分为以下几类：蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。蒸发镀膜：通过加热使一种物质在固体表面蒸发，称为蒸发镀膜。该方法由M. Faraday于1857年首次提出，现已成为现代常用的镀膜技术之一。将蒸发物质如金属和化合物置于坩埚中或挂在热丝上作为蒸发源，将待镀工件如金属、陶瓷和塑料置于坩埚前。将系统抽至高真空后，加热坩埚以蒸发其中的物质。蒸发物质的原子或分子通过冷凝沉积在基底表面。薄膜厚度可以从几百埃到几微米。薄膜厚度取决于蒸发源的蒸发速率和时间(或取决于装载量)，并与源和基底之间的距离有关。对于大面积镀膜，通常采用旋转基底或多个蒸发源来保证膜厚的均匀性。蒸发源到衬底的距离应小于残留气体中蒸汽分子的平均自由程，以避免蒸汽分子与残留气体分子碰撞而发生化学反应。蒸汽的平均动能约为0.1 ~ 0.2电子伏。有三种类型的蒸发源。电阻加热源：用钨、钽等难熔金属制成舟箔或灯丝，通上电流加热其上方或置于坩埚中的蒸发材料(图1【蒸发镀膜设备示意图】)。电阻加热源主要用于蒸发镉、铅、银、铝、铜、铬、金、镍等材料。高频感应加热源：利用高频感应电流加热坩埚和被蒸发物质。电子束加热源：适用于蒸发温度高(不低于2000[618-1])的材料，即材料被电子束轰击蒸发。与其他真空镀膜方法相比，蒸发镀膜具有更高的沉积速率，可用于镀制不易受热分解的单质和复合膜。为了沉积高纯度单晶膜，可以使用分子束外延。掺杂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]所示。喷涂炉配有分子束源，在超高真空下加热到一定温度时，炉内元素以束状分子流注入衬底。当衬底被加热到一定温度时，沉积在衬底上的分子可以按照衬底的晶格顺序迁移生长结晶。通过分子束外延可以获得所需化学计量比的高纯度化合物单晶薄膜，薄膜的最慢生长速率可以控制在1单层/秒。通过控制挡板，可以精确地制备具有所需成分和结构的单晶薄膜。分子束外延广泛用于制造各种光学集成器件和超晶格薄膜。溅射镀膜：当高能粒子轰击固体表面时，固体表面的粒子可以获得能量，从表面逸出，沉积在基底上。1870年溅射开始用于镀膜技术，1930年后因为提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。常用的双极溅射设备

与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材料熔点的限制，可以溅射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等难熔材料。溅射化合物膜可以通过反应溅射来制备，即反应气体(O、N、HS、CH等。)加入Ar气中，反应气体及其离子与靶原子或溅射原子反应生成化合物(如氧化物、氮化物等。)并沉积在衬底上。绝缘膜可以通过高频溅射来沉积。基板安装在接地电极上，绝缘靶安装在相对电极上。高频电源的一端接地，另一端通过匹配网络和DC隔直电容与带有绝缘靶的电极相连。高频电源接通后，高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子分别在电压的正半周和负半周撞击绝缘靶。由于电子迁移率高于正离子，绝缘靶表面带负电，达到动态平衡时，靶处于负偏置电位，使得正离子在靶上的溅射继续进行。与非磁控溅射相比，磁控溅射可以将沉积速率提高一个数量级。离子镀：蒸发物质的分子通过电子碰撞电离，然后以离子的形式沉积在固体表面，称为离子镀。这项技术是由d .马托克斯在1963年提出的。离子镀是真空蒸发和阴极溅射技术的结合。离子镀系统如图4【离子镀系统示意图】所示。衬底台作为阴极，外壳作为阳极，充入惰性气体(如氩气)产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子在通过等离子体区时被电离。正离子被基底台的负电压加速并撞击基底表面。无动力的

离的中性原子（约占蒸发料的95％）也沉积在基片或真空室壁表面。电场对离化的蒸气分子的加速作用（离子能量约几百～几千电子伏）和氩离子对基片的溅射清洗作用，使膜层附着强度大大提高。离子镀工艺综合了蒸发（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，可为形状复杂的工件镀膜。二、薄膜厚度的测量随着科技的进步和精密仪器的应用，薄膜厚度测量方法有很多，按照测量的方式分可以分为两类：直接测量和间接测量。直接测量指应用测量仪器，通过接触（或光接触）直接感应出薄膜的厚度。常见的直接法测量有：螺旋测微法、精密轮廓扫描法（台阶法）、扫描电子显微法（SEM）；间接测量指根据一定对应的物理关系，将相关的物理量经过计算转化为薄膜的厚度，从而达到测量薄膜厚度的目的。常见的间接法测量有：称量法、电容法、电阻法、等厚干涉法、变角干涉法、椭圆偏振法。按照测量的原理可分为三类：称量法、电学法、光学法。常见的称量法有：天平法、石英法、原子数测定法；常见的电学法有：电阻法、电容法、涡流法；常见的光学方法有：等厚干涉法、变角干涉法、光吸收法、椭圆偏振法。下面简单介绍三种：1. 干涉显微镜法干涉条纹间距Δ0，条纹移动Δ，台阶高为t=(Δ/Δ0 )*0.5λ，测出Δ0 和Δ，即可，其中λ为单色光波长，如用白光，λ取 530nm。 2. 称重法 如果薄膜面积A，密度ρ和质量m可以被精确测定的话，膜厚t就可以计算出来：d=m/Aρ。3 石英晶体振荡器法 广泛应用于薄膜淀积过程中厚度的实时测量，主要应用于淀积速度，厚度的监测，还可以反过来（与电子技术结合）控制物质蒸发或溅射的速率，从而实现对于淀积过程的自动控制。对于薄膜制造商而言，产品的厚度均匀性是最重要的指标之一，想要有效地控制材料厚度，厚度测试设备是必不可少的，但是具体要选择哪一类测厚设备还需根据软包材的种类、厂商对厚度均匀性的要求、以及设备的测试范围等因素而定。三、真空镀膜机保养知识：1. 关闭泵加热系统，然后分离蒸镀室（主要清洁灰尘，于蒸镀残渣）2. 关闭电源或程序打入维护状态3. 清洁卷绕系统（几个滚轴，方阻探头，光密度测量器）4. 清洁中罩室（面板四周）5. 泵系统冷却后打开清洁（注意千万不能掉入杂物，检查泵油使用时间与量计做出更换或添加处理）6. 检查重冷与电气柜设备这次实习给了我们了解了镀膜技术的原理、技术，使我们了解了工厂的生产，感觉很新颖，收获很多。

真空镀膜机哪家公司生产的好？

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