磁控溅射镀膜方案.doc
钛镍金磁控溅射镀膜方案
实验目的
1、详细掌握磁控溅射制备钛镍金薄膜的实验程序。
2、掌握实验数据处理和分析方法，并对实验数据处理和分析。
3、通过调整实验数据以及数据分析来确定磁控溅射镀膜厚度。
4、通过实验得出镀1微米钛、1微米镍、0.5微米金的薄膜参数。
实验原理
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶外表，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E〔电场〕×B〔磁场〕所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。假设为环形磁场，那么电子就以近似摆线形式在靶外表做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶外表的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。
实验仪器、设备和材料
磁控溅射镀膜机，手套，超声清洗机，氧化铝基片，玻璃基片，有机溶剂，钛镍金铝靶材等。
实验步骤
1、检查设备完好，确认水路正常，确定真空室已经处在抽真空的准备状态。
2、基片的清洗：清洗过程需要带手套防止污染基片，用镊子对基片进行拿取操作。
〔1〕将基片放入装有洗涤液的超声清洗机中超声处理10min；
〔2〕将基片放入装有丙酮溶液〔AR〕的超声清洗机中超声处理20min；
〔3〕将基片放入装有去离子水的超声清洗机中超声处理10min；
〔4〕用无水乙醇溶液〔AR〕对基片进行擦拭处理。
〔5〕最后，将处理完的基片及时安装。
3、翻开放气阀，待没有气压时翻开真空室门。根据本次实验更换相应的靶材并安装基片。
4、关闭真空室门并关闭放气阀，开相关设备电源，并开冷却水和空压机。
5、启动机械泵预抽真空2-3min后，开启前级阀抽真空，翻开复合真空计进行测量。待真空度低于50Pa启动分子泵。开烘烤电源对真空室内加热。
6、用分子泵加机械泵对真空室连续抽真空，利用复合真空计监测真空室内的真空度。待真空室内本底真空度到达本次预期要求后，即可准备镀膜工作。
7、翻开进气阀，氩气瓶以及对应MCF控制阀翻开流量显示仪电源，在面板上调节设定好进入气体的流量，翻开氩气瓶和对应的MFC控制阀，MFC流量显示仪打到阀控位置，相应气体通入溅射室，同时溅射室的真空度会相应下降，压力上升。
8、溅射室压力到达放电要求后，翻开相应的电源，缓慢调节直流溅射电源面板上的功率调节按纽，同时观察电流与电压的变化，调整到所需功率后既可。启动样品台，连续调节升降镀膜。
9、停止溅射。先关溅射电源，然后关闭氩气瓶，关闭MFC控制阀，关闭进气阀，停止样品台。关闭烘烤电源，关闭分子泵电源，直到分子泵频率和转速都为0时，关闭前级阀，关闭机械泵。
10、开放气阀，直至没有气流声，然后翻开真空室门，取出样品，进行真空保存。关闭真空室并将其抽至低真空，然后关闭空压机水冷系统等，并切断总电源。
按照此操作分别做7组实验，5组基片为100cmX100cm氧化铝的实验，2组基片为300cmX150cm氧化铝的实验。
先做5组镀铝实验数据尝试镀膜，拟定5组参数分别为：
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
真空度〔10-3〕
4
4
4
4
3
MFC〔sccm〕
20
40
20
40
20
镀膜时间〔min〕
10
10
5
5
10
温度〔°C〕
200
200
200
200
200
根据前一组实验数据以及测得的薄膜厚度、均匀性、附着力等最终决定后一组实验参数，待五组实验测量完毕，总结薄膜厚度与参数的关系，开始尝试镀钛镍金靶材。〔附实验记录表〕
实验结果
总结实验：
编号：日期：镀膜材料：基片材料：
时间
真空度
气体流量
电压
电流
温度
备注
开启电源启动机械泵
翻开前级阀
开启分子泵
通入气体
开溅射电源
停止溅射
镀膜情况及问题：