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高真空镀膜

  • 成员: 郭泽婧
  1. 熟悉磁控溅射系统,了解并掌握高真空的获得与测量方法。
  2. 研究不同工艺参数(溅射功率、溅射时间、基底温度)等对TiN薄膜质量的影响,利用磁控溅射法制备出高温稳定性良好、高导电性、高熔点、高硬度的TiN薄膜。
  3. 研究Ar/N2流量比对TiN薄膜性能的影响。
一、熟悉磁控溅射系统的使用,探究系统可达到的本底真空极限。
  1. 磁控溅射系统概述
    • 该系统主要用于薄膜材料的磁控溅射生长。由进样系统、生长系统、电控系统、进气系统、水冷系统组成。
  2. 真空系统概述
    • 设备配备的真空系统如图所示。
  3. 探究生长室可以达到的真空度(烘烤前后)
二、对系统真空测量系统、流量监测系统、靶枪进行校正或调整,使其满足TiN镀膜需求,进行预实验。
  1. 对不同真空计(热阴极电离规、冷规、薄膜真空电容计) 进行校准,探究不同真空计的适用范围。
    • 薄膜真空电容计的测量范围为0.0133Pa-133Pa。
  2. 更换靶枪。拆卸镀膜装置的靶枪部分,了解其内部结构以及镀膜时的工作原理,换上Ti靶。
    • 注意:换靶后,一定要检查靶枪是否安装好,用万用表检测是否短路,避免靶枪短路而无法正常工作。
  3. 分别探究Ar、N2作为工艺气体时产生等离子体的条件(压强、溅射功率)。控制进气路的微调阀以及分子泵的插板阀,使得压强控制在一定的数值,打开溅射电源,调节功率,观察是否正常启辉。
    • Ar作为工艺气体时,生长室内的压强应≥5E-3Torr(~0.67Pa),溅射功率为0.03kW时,即可正常启辉。
    • N2作为工艺气体时,生长室内的压强应≥9.5E-3Torr(1.3Pa),溅射功率为0.08kW时,即可正常启辉。
    • 注意:在溅射过程中一定要控制好流量,最好不要超过100sccm,避免使分子泵瞬间负载过大。
  4. 用N2作为工艺气体,用挡板遮住样品台,在溅射功率0.08kW、压强1.3~2.0Pa的条件下,利用产生的等离子体对Ti靶表面进行清洗,约15min。
  5. 更换进样室插板阀,探究插板阀的内部结构和作用原理。【之前关闭插板阀时用力过大造成插板阀内部连接件损坏】
    • 一种插板阀的内部结构示意图。
    • 注意:关闭插板阀时,感受到向下的阻尼加大,则不要再用力。
三、探究不同工艺参数对TiN薄膜表面形貌、性能的影响。
  1. 选择不同的基片温度、样品与靶台之间的距离,表征得到的TiN薄膜,进而确定合适的参数值。

1.MINI SPUTTER 使用说明书

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  • 最后更改: 2021/12/09 15:57
  • 由 郭泽婧