薄膜均勻性概念

1.厚度上的均勻性，也可以理解為粗糙度，在光學(xué)薄膜的尺度上看（也就是1/10波長作為單位，約為100A），真空鍍膜的均勻性已經(jīng)相當(dāng)好，可以輕松將粗糙度控制在可見光波長的1/10范圍內(nèi)，也就是說對(duì)于薄膜的光學(xué)特性來說，真空鍍膜沒有任何障礙。 但是如果是指原子層尺度上的均勻度，也就是說要實(shí)現(xiàn)10A甚至1A的表面平整，具體控制因素下面會(huì)根據(jù)不同鍍膜給出詳細(xì)解釋。真空鍍膜機(jī)真空鍍膜機(jī)主要指一類需要在較高真空度下進(jìn)行的鍍膜，具體包括很多種類，包括真空離子蒸發(fā)，磁控濺射，MBE分子束外延，PLD激光濺射沉積等很多種。

2.化學(xué)組分上的均勻性： 就是說在薄膜中，化合物的原子組分會(huì)由于尺度過小而很容易的產(chǎn)生不均勻特性，SiTiO3薄膜，如果鍍膜過程不科學(xué)，那么實(shí)際表面的組分并不是SiTiO3，而可能是其他的比例，鍍的膜并非是想要的膜的化學(xué)成分，這也是真空鍍膜的技術(shù)含量所在。 具體因素也在下面給出。2、極限真空度高，可達(dá)7×10-5Pa，可保證更高的鍍膜純凈度，提高鍍膜質(zhì)量。

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蒸發(fā)鍍膜

一般是加熱靶材使表面組分以原子團(tuán)或離子形式被蒸發(fā)出來。厚度均勻性主要取決于：

1、基片材料與靶材的晶格匹配程度

2、基片表面溫度

3、蒸發(fā)功率，速率

4. 真空度

5. 鍍膜時(shí)間，厚度大小

組分均勻性：蒸發(fā)鍍膜組分均勻性不是很容易保證，具體可以調(diào)控的因素同上，但是由于原理所限，對(duì)于非單一組分鍍膜，蒸發(fā)鍍膜的組分均勻性不好。

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對(duì)于真空鍍膜機(jī)必須要掌握的名詞

低溫冷凝泵：它是利用低溫表面來凝聚氣體分子以實(shí)現(xiàn)抽氣的一種泵，是目前獲得極限真空1高，抽速1大的抽氣泵。

冷凝泵的工作原理：主要是低溫表面對(duì)氣體的冷凝作用、冷捕作用及物理低溫吸附作用。

低溫冷凝：根據(jù)各種氣體的特性，采用液氦或者制冷循環(huán)氦氣來冷卻。

冷捕集：就是不可凝氣體被可凝氣體捕集的現(xiàn)象，通常二氧化碳、水蒸氣、氮?dú)狻簹獾葰怏w首先形成霜，于低溫表面形成吸附層，進(jìn)而達(dá)到吸附其它氣體的目的，低溫泵抽除混合氣體的效果比抽除單一效果好就是這個(gè)原因。

低溫吸附：指低溫表面上的吸附劑吸附氣體的作用，由于吸附劑與氣體分子之間的相互作用很強(qiáng)，故可達(dá)到氣相壓強(qiáng)比冷凝表面溫度下它的飽和蒸汽壓還低的水平。吸附劑通常是活性炭。

冷凝泵的抽氣速率及影響冷凝泵的抽氣速率與冷凝表面的面積大小有關(guān)系，經(jīng)數(shù)據(jù)顯示，單位冷凝表面積下的抽氣速率為11.6升/秒.平方厘米，冷凝泵可以抽到10-8帕；此外粘有活性炭的吸附表面的幾何形狀及位置、活性炭的顆粒結(jié)構(gòu)、粘結(jié)材料及粘接工藝，對(duì)抽速也有很大的影響。其次關(guān)鍵在于制冷機(jī)的制冷量要足夠大。但是如果是指原子層尺度上的均勻度，也就是說要實(shí)現(xiàn)10A甚至1A的表面平整，具體控制因素下面會(huì)根據(jù)不同鍍膜給出詳細(xì)解釋。

真空計(jì)：真空計(jì)是真空鍍膜機(jī)器上的重要組成部分，它是檢測鍍膜機(jī)真空度的重要手段。

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真空鍍膜機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

高真空鍍膜機(jī)，鍍膜機(jī)是目前制作真空條件應(yīng)用為廣泛的設(shè)備。其相關(guān)組成及各部件：機(jī)械泵、增壓泵、油擴(kuò)散泵、冷凝泵、真空測量系統(tǒng).

一、真空主體——真空腔

根據(jù)加工產(chǎn)品要求的各異，真空腔的大小也不一樣，目前應(yīng)用的有直徑1.3M、0.9M、1.5M、1.8M等，腔體由不銹鋼材料制作，要求不生銹、堅(jiān)實(shí)等，真空腔各部分有連接閥，用來連接各抽氣泵浦。

二、輔助抽氣系統(tǒng)

此排氣系統(tǒng)采用“擴(kuò)散泵+機(jī)械泵＋羅茨泵＋低溫冷阱＋polycold”組成

排氣流程為：機(jī)械泵先將真空腔抽至小于2.0*10-2PA左右的低真空狀態(tài)，為擴(kuò)散泵后繼抽真空提供前提，之后當(dāng)擴(kuò)散泵抽真空腔的時(shí)候，機(jī)械泵又配合油擴(kuò)散泵組成串聯(lián)，以這樣的方式完成抽氣動(dòng)作。

排氣系統(tǒng)為鍍膜機(jī)真空系統(tǒng)的重要部分，主要有由機(jī)械泵、增壓泵（主要介紹羅茨泵）、油擴(kuò)散泵三大部分組成。

機(jī)械泵：也叫前級(jí)泵，機(jī)械泵是應(yīng)用廣泛的一種低真空泵，它是用油來保持密封效果并依靠機(jī)械的方法不斷的改變泵內(nèi)吸氣空腔的體積，使被抽容器內(nèi)氣體的體積不斷膨脹從而獲得真空。

機(jī)械泵有很多種，常用的有滑閥式（此主要應(yīng)用于大型設(shè)備）、活塞往復(fù)式、定片式和旋片式（此目前應(yīng)用廣泛，本文主要介紹）四種類型。

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