高真空磁控離子濺射儀是一種利用磁控濺射技術在高真空環(huán)境下沉積薄膜的精密設備,,廣泛應用于半導體,、光學、材料科學,、電子器件等領域,。
高真空磁控離子濺射儀設備由哪些部件組成?
1.真空系統(tǒng)
機械泵:用于初級抽氣,,快速將腔體抽至低真空,。
分子泵:在機械泵預抽后,進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):用于實時監(jiān)測真空度,包括熱偶規(guī)(測量低真空)和電離規(guī)(測量高真空),。
閥門與管路:控制氣體進出,,包括氣動閥門、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,,部分設計支持水冷或旋轉(zhuǎn),,以延長靶材壽命。
磁鐵組件:
永磁或電磁線圈:產(chǎn)生閉合磁場,,約束電子運動,,提高濺射效率。
磁場分布:通過調(diào)整磁鐵強度或位置,,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)動靶材表面發(fā)生濺射,。
3.樣品臺與基片處理
樣品臺:
可旋轉(zhuǎn),、傾斜或加熱,確保薄膜均勻沉積,。
部分設備支持多樣品同時處理或基片加熱,。
基片預處理:
等離子清洗:通過輝光放電清除基片表面污染物,增強膜層附著力。
偏壓電源:對基片施加負偏壓,,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,。
反應氣體(可選):如氧氣、氮氣,、甲烷等,,用于反應濺射制備化合物薄膜(如氧化物、氮化物),。
質(zhì)量流量計:精確控制氣體流量,,保持氣壓穩(wěn)定。
進氣閥與排氣閥: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:實時監(jiān)控和設置參數(shù)(如功率,、氣壓、時間,、溫度等),。
自動化程序:預設濺射流程,支持多步工藝(如預濺射,、鍍膜,、退火等)。
數(shù)據(jù)記錄:存儲工藝參數(shù)和運行日志,,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、樣品臺和腔體,,防止過熱損壞設備,。
安全保護:
過壓保護、漏電保護,、緊急停機按鈕等,。
真空失效報警和自動充氮保護(防止腔體氧化)。
觀察窗:配備石英觀察窗,,方便實時觀察濺射過程,。
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