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高真空磁控離子濺射儀設(shè)備由哪些部件組成?

閱讀:58      發(fā)布時(shí)間:2025-6-23
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  高真空磁控離子濺射儀是一種利用磁控濺射技術(shù)在高真空環(huán)境下沉積薄膜的精密設(shè)備,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、材料科學(xué)、電子器件等領(lǐng)域。
  高真空磁控離子濺射儀設(shè)備由哪些部件組成?
  1.真空系統(tǒng)
  機(jī)械泵:用于初級(jí)抽氣,快速將腔體抽至低真空。
  分子泵:在機(jī)械泵預(yù)抽后,進(jìn)一步將真空度提升至高真空范圍。
  真空室:密封的腔體,容納靶材、樣品和濺射過程,通常采用不銹鋼或鋁合金材料。
  真空規(guī):用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)真空度,包括熱偶規(guī)(測(cè)量低真空)和電離規(guī)(測(cè)量高真空)。
  閥門與管路:控制氣體進(jìn)出,包括氣動(dòng)閥門、電磁閥等。
  2.磁控濺射系統(tǒng)
  靶材與靶架:
  靶材:金屬或合金靶,根據(jù)需求更換。
  靶架:固定靶材,部分設(shè)計(jì)支持水冷或旋轉(zhuǎn),以延長(zhǎng)靶材壽命。
  磁鐵組件:
  永磁或電磁線圈:產(chǎn)生閉合磁場(chǎng),約束電子運(yùn)動(dòng),提高濺射效率。
  磁場(chǎng)分布:通過調(diào)整磁鐵強(qiáng)度或位置,優(yōu)化靶材表面的等離子體分布。
  陰極電源:提供直流(DC)或射頻(RF)功率,驅(qū)動(dòng)靶材表面發(fā)生濺射。
  3.樣品臺(tái)與基片處理
  樣品臺(tái):
  可旋轉(zhuǎn)、傾斜或加熱,確保薄膜均勻沉積。
  部分設(shè)備支持多樣品同時(shí)處理或基片加熱。
  基片預(yù)處理:
  等離子清洗:通過輝光放電清除基片表面污染物,增強(qiáng)膜層附著力。
  偏壓電源:對(duì)基片施加負(fù)偏壓,吸引離子轟擊表面,改善薄膜致密性。
  4.氣體控制系統(tǒng)
  工作氣體:
  氬氣(Ar):主要用于濺射金屬靶材,產(chǎn)生惰性等離子體。
  反應(yīng)氣體(可選):如氧氣、氮?dú)狻⒓淄榈?,用于反?yīng)濺射制備化合物薄膜(如氧化物、氮化物)。
  質(zhì)量流量計(jì):精確控制氣體流量,保持氣壓穩(wěn)定。
  進(jìn)氣閥與排氣閥:調(diào)節(jié)腔體內(nèi)氣體壓力。
  5.控制系統(tǒng)與軟件
  觸摸屏或電腦界面:實(shí)時(shí)監(jiān)控和設(shè)置參數(shù)(如功率、氣壓、時(shí)間、溫度等)。
  自動(dòng)化程序:預(yù)設(shè)濺射流程,支持多步工藝(如預(yù)濺射、鍍膜、退火等)。
  數(shù)據(jù)記錄:存儲(chǔ)工藝參數(shù)和運(yùn)行日志,便于追溯和分析。
  6.輔助系統(tǒng)
  冷卻系統(tǒng):循環(huán)水冷卻靶材、樣品臺(tái)和腔體,防止過熱損壞設(shè)備。
  安全保護(hù):
  過壓保護(hù)、漏電保護(hù)、緊急停機(jī)按鈕等。
  真空失效報(bào)警和自動(dòng)充氮保護(hù)(防止腔體氧化)。
  觀察窗:配備石英觀察窗,方便實(shí)時(shí)觀察濺射過程。

 

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