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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,直流溅射法制备金属薄膜,1,实验目的,直接接触和认识薄膜材料,学会直流溅射法镀膜的原理和方法,学会制备干涉法测量膜厚的薄膜样品的方法,2,实验仪器,玻璃衬底,氩气,超声波清洗器,机械泵,SBC-12小型直流溅射仪(配有金靶,可以在较低的真空度下进行直流溅射),3,实验原理,1、直流溅射制备金属薄膜,在镀膜室中冲入氩气,利用直流电压产生辉光放电,由此形成的氩气离子和由它产生的快速中性离子(溅射粒子)以高速轰击金靶,靶材原子(溅射原子)被从金靶表面溅射出来,冷凝在衬底上,从而形成了薄膜.这种制膜方法称为溅射法.本实验采用直流溅射法,即利用直流电压产生的辉光放电.,靶材和衬底之间电位的变化并不均匀,会产生阴极电压降,其大小取决于气体的种类和阴极材料.,4,2 、制备用干涉法测量金属薄膜厚度的样品,待测膜厚的薄膜样品要制成台阶状,台阶高度为待测膜厚d.薄膜样品其上表面应该具有很好的反光性,目的是为了观察到清晰的干涉条纹.,5,实验步骤,1、直流溅射制备金属薄膜,(1)调节金靶到工作台的距离(4045mm).,(2)清洗玻璃衬底.,(3)抽真空.当真空度小于2Pa时,打开“针阀”向镀膜室充入氩气使其真空度达到34Pa.,(4)设定好薄膜的制备时间.,(5)先后按“试验” 、“启动”,金属薄膜沉积开始.随时通过对“针阀”的调节,使镀膜室的真空度稳定.,(6)当“定时器”所设定的沉积时间达到后,溅射自动停止,完成了一次,溅射沉积.如需多次,重复(5)所述内容.,6,(7)关闭“针阀”,关上“总电源开关”,提起“放气阀”,给镀膜室放入空气.打开上盖,取出薄膜样品.,2、干涉法测量膜厚样品的制备,(1)先在玻璃衬底上制备4min的金属膜.,(2)将玻璃衬底的一半用玻璃片覆盖,另一半裸露, 用胶带把覆盖玻璃片固定在工作台上.,(3)再次沉积金属膜,沉积时间为15min.,(4)去掉覆盖玻璃片就获得了待测膜厚的金属薄膜样品,7,数据记录,样品标号,1,2,沉积时间/min,20,4,氩气压强/Pa,6.8,6.6,溅射电流/mA,5,5,薄膜厚度/nm,102,20.4,8,数据处理,溅射距离4cm,直流电压V=1000v,K=0.17(氩气,金),K=0.37(氩气银),K=0.07(空气,金),薄膜计算经验公式:,所以,沉积速率,9,误差分析,1、仪器本身存在误差,使得对镀膜室抽真空时,其真空度不能达到2Pa以下,这样对氩气压强和溅射电流有影响,从而使计算结果出现误差.,2 、在镀膜过程中,相邻两次溅射时间少于30s,使沉积时间实际上不是所要求的时间,从而影响计算结果,导致误差.,10,结论,1、通过对实验现象的分析,在制备金属膜时,相邻两次溅射时间间隔不能少于30s.否则制出的膜不能使用.,2、通过对,实验结果的分析,可知在镀膜时,提高薄膜沉积速率的方法:一是增大溅射电流,但不应超过12mA,以免烧坏设备;二是增大溅射电流,但也不宜过大,因为金靶和工作台之间的距离应保持在4045mm,因此,阴极电压降,不能超过相应的范围,即溅射电流不能过大.,11,薄膜计算经验公式:,沉积速率:,12,等离子体辉光放电中的电位随空间位置的变化关系,13,THE END,THANK YOU !,14,
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