2、镀膜机的基本结构
镀膜机的基本结构 ppt课件
设备型号讲解
设备型号举例：OTFC 1300 DBI
设备种类 大小 配置
•设备种类分为 OTFC和 Gener •真空室大小分为600、900、1300、1550、1800、2350 •配置说明：
C: 冷凝泵 D: 扩散泵 B: 电子枪 I: 离子源
设备机构总成
1. 真空腔体 2. 抽气以及排气系统 3. 真空测量仪器 4. 全自动蒸发控制系统 5. 真空室加热、基板系统 6. 基板高速旋转机构 7. 电子束蒸发系统 8. RF射频离子源 9. 高精度光学监控系统 10. 石英晶振以及速率监控系统 11. 真空压力自动控制系统 12. 冷却水压缩空气系统 13. 冷凝器
电脑(相当于人体大脑)根据光学膜厚计提 供的反射率实时变化曲线，在反射率变化到 事先设定的停止位置的一瞬间停止材料蒸镀， 从而得到所需要的膜厚。
监控片玻璃
10. 加 热 丝
温度对膜层原子或分子提供额外能量补充，在膜层折射率、 应力、附着力、硬度和不溶性都会因基片温度的不同而有较 大差异
侧壁加热
升温优点：
镀膜前MASK注意事项
MASK设定角度18°。 当角度不是18°时调节 此螺丝 确认MASK支杆是否卡 在MASK槽上
8. 石 英 晶 振 以 及 速 率 监控系统
水晶holder
水晶旋转机构
石英晶体的频率飘移 与附加上的质量的关 系： 附加上的质量 增加，振荡频率降低
质量 = 密度 X 面积 X 厚度
紧急停止按钮
其它部分与OTFC 电控柜相同
GL离子源控制器
光学监控系统1
[HOM2-N]分光器
[HOM2-L]投光器
[HOM2-F] Fiber
不同光学镀膜方式的比较
不同光学镀膜方式的比较标题：不同光学镀膜方式的比较导言：光学镀膜是一种广泛应用于光学元件制造的技术，它能够改善光学元件的透过率、反射率和耐用性。
然而，有多种光学镀膜方式可供选择，每种方式都具有其特定的优势和限制。
本文将对不同光学镀膜方式进行比较，以帮助读者更好地了解它们之间的差异和适用情况。
第一部分：理论基础1. 光学镀膜概述：解释光学镀膜的定义和重要性，介绍其在光学元件中的各种应用。
2. 光学薄膜理论：简要说明光学镀膜是如何根据光学薄膜理论进行设计和制备的。
第二部分：主要光学镀膜方式的比较1. 全反射镀膜（AR镀膜）：介绍全反射镀膜的原理和特点，强调其提高透过率和减少反射的优势。
- 结构：详细描述全反射镀膜的结构和材料。
- 优点：列举全反射镀膜的主要优点，例如增强透过率、降低表面反射和抗反射的广谱性。
- 缺点：讨论全反射镀膜的潜在限制，如制备复杂、灵敏度较高等。
- 应用：提供全反射镀膜在哪些领域和光学元件中的应用实例。
2. 反射镀膜：探讨反射镀膜的基本原理和优点，说明适用于反射镜等光学器件的特殊需求。
- 结构：阐述反射镀膜的材料和结构设计。
- 优点：介绍反射镀膜的关键优势，例如高反射率、耐久性等。
- 缺点：讨论反射镀膜可能存在的限制，如对光谱范围的限制。
- 应用：提供反射镀膜在哪些领域和光学元件中的典型应用。
3. 滤波镀膜：说明滤波镀膜的原理和应用，强调其用于光学滤波器等特殊光学元件的重要性。
- 结构：描述滤波镀膜的材料和层序设计。
- 优点：列举滤波镀膜的主要优势，例如选择性透过、阻止无用波长等。
- 缺点：探讨滤波镀膜的可能局限，如复杂制备和性能降低。
- 应用：提供滤波镀膜在光学滤波器和其他光学应用中的实际应用案例。
第三部分：光学镀膜方式的选择和发展趋势1. 选择光学镀膜方式的因素：介绍在选择特定光学镀膜方式时应考虑的关键因素，如使用环境、预算和性能要求。
2. 光学镀膜的未来发展方向：展望光学镀膜领域的最新趋势和技术，如纳米光学镀膜和多功能光学镀膜。
3-真空蒸发法
饱和蒸汽压随温度升高而迅速增加，到达正常蒸发速率所需 温度，即该物质的饱和蒸汽压为10－2Torr时的温度 在真空下，物质的蒸发要比常压下容易得多，所需蒸发温度 也大大降低，蒸发过程也将大大缩短，蒸发速率显著提高
※ 饱和蒸汽压太低时，不能小于10－2 Torr
需要升温来提高饱和蒸汽压到一定值才开始蒸发
电阻法-蒸发源的特性
• 1、蒸发源的形式 • 2、蒸发源材料要求： 熔点要高，高于蒸发温度（Pv在10-2托时的温度），大多数在10002000℃之间
饱和蒸气压要低，不影响真空度和污染膜层，蒸发温度要低于蒸发源 在平衡蒸汽压为10-8 托平衡气压时的温度
化学稳定性好，不可与蒸发材料在高温下发生反应。在高温下，某些 蒸发源与蒸镀材料之间会产生反应和扩散而形成化合物和合金。如 A1、Fe、Ni等在高温时会与Mo、W、Ta形成合金 具有良好的耐热性 原料丰富，经济耐用
•
•
一般用于生长多元物质
极低的生长速率使材料的生长的温度越低
•
•
MBE是在超高真空中进行的，而且衬底和分子束源相距较远，因此 可用多种表面分析器实时观察生长面的成份，结构及生长情况
MBE的衬底温度低，降低了界面上热膨胀引入的晶格失配效应和衬 底杂质对外延层的自掺杂扩散影响
薄膜技术与应用
真空蒸发法（三）
真空蒸发机理示意图
真空蒸发的基本原理
薄膜生成过程： • 加热源材料，使其从凝聚态 • 气态物质从源输运到基片 • 气态物质从气态 凝聚态
气态
• 两个关键点： • 1、分子或原子是从气化源飞出的，它是制备薄膜的原料； • 2、为了不阻碍原子的移动，气化源和基板之间需要形成 真空；启发性思考：蒸发水和盐水的区别？
光学镀膜基础知识PPT
Ø消偏振分光膜（单波长，宽带的NPBS)
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u滤光片
• 一般，我们把改变光束性质或颜色的膜叫做滤光膜 • 常见的有：
Ø干涉截止滤光片
• 用于分离两个波段 ，故又称二向色镜 。在分色、合色， 隔紫外、隔红外等 场合运用广泛。
• a.性能指标图 • b.应用用途： • 冷光膜、舞厅里色
彩变幻的旋转灯等
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Ø带通滤光片
• 带通滤光片 • 在光学薄膜学，1899年出现
1. 机械泵 2. 并路阀 3. 电阻规1 4. 罗茨泵 5. 预阀 6. 扩散泵 7. 低温冷阱 8. 冷阱压缩机 9. 压缩空气 10. 低阀 11. 高阀 12. 电阻规2 13. 电离规 14. 晶振探头
1.1 为什么要镀膜？
l 举个简单的例子，比如我们佩带的镀膜眼镜片。为什么 要镀膜？
Ø 减反射膜(增透膜)，为多层膜。
•
无论树脂或玻璃镜片其透光率都不能达到100%，会有部分光线被镜片的两个表
面反射回来，折射率越高的镜片反射率也越高。树脂4%、玻璃4.3%。
•
镜片的反射可使光线透过率减少并在视网膜形成干扰像而影响成像的质量，并
的法布里-玻珞干涉仪，是一 种最有意义的进展，它是干 涉带通滤光片的一种基本结 构。
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Ø金属滤光片 • 金属滤光膜的一般
特性曲线 • 示例图片：
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PECVD原理和设备结构
PECVD设备结构
真空系统
真空泵：每一根石英管配置一组泵，包括 主泵和辅助泵。
蝶阀：可以根据要求控制阀门的开关的大 小，来调节管内气压的
PECVD设备结构
控制系统
CMI:是 Centrotherm 研发的一个控制系统，其中
界面包括 Jobs（界面） 、System（系统）、
Catalog（目录）、Setup（软件）、Alarms（报警）、 Help（帮助）. Jobs:机器的工作状态。 System:四根管子的工作状态，舟的状态以及手动操 作机器臂的内容。 Datalog:机器运行的每一步。
Si3N4的认识: 其Si理3N想4膜的的厚颜度色是随75着—它8的0n厚m度之的间变，化表而面变呈化现， 的2.颜5之色间是为深最蓝佳色。，Si3N4膜的折射率在2.0—
Si3N4的优点： 优良的表面钝化效果高效的光学减反射性能 （厚度折射率匹配）低温工艺（有效降低成本） 反应生成的H离子对硅片表面进行钝化.
a. 淀积速率随衬底温度的增加略有上升，但变化不显著。由于PECVD工艺的反应动力来自 比衬底温度高10～1000倍的“电子温度”，因而衬底温度的变化对膜的生长速率影响不大。 b. 基板温度与膜应力的关系：从低温到高温，应力的变化趋势是从压应力变为张应力。一种 理论解释为：压应力是由于在膜的沉积过程中，到达膜表面的离子的横向移动的速率太小， 来不及到达其“正常”的晶格位置，被后来的离子覆盖，这样离子就相当于被阻塞在某一位 置，最终就会膨胀，形成压应力。张应力的形成是由于在膜的形成过程中，由于反应中间产 物的气化脱附，而参加淀积的原子，由于其迁移率不够大而来不及填充中间产物留下的空位， 最后形成的膜就会收缩，产生张应力。 针对这种理论，膜在生长过程中，到达膜表面的离子的横向移动速率正比于样品表面的温度， 样品的温度低，膜表面的离子的移动速率就相应趋小，而离子到达样品的速度主要决定于离 子的密度，决定于功率的大小，跟温度基本无关，这样，一方面外部离子不断地大量涌到样 品表面，另一方面，由于温度低，离子的横向迁移率小，离子来不及横向移到其“正常”的 晶格位置就被后来的离子覆盖，必然造成阻塞，成膜厚，阻塞处膨胀，形成压应力。 高温时，由于样品表面的温度比较高，吸附在表面的离子和它们生成的中间产物以及附属产 物等就比较容易脱附而逃离表面，返回到反应室中重新生成气体分子，被真空泵抽走，排出 反应室，结果在样品的表面产生较多的空位，最终，生成的膜中由于空位较多，就会引起膜 的收缩，从而易产生张应力。 c. 基板温度还与功率及 、 流量有关，后三者提高，则基板温度也要相应提高。
镀膜设备原理及工艺
镀膜设备原理及工艺一．镀膜设备原理1．磁控溅射：磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100〜lOOOGauss强力磁铁，真空室充入011〜10Pa压力的惰性气体（Ar）,作为气体放电的载体。
在高压作用下Ar原子电离成为A叶离子和电子，，电子在加速飞向基片的过程中，受到垂直于电场的磁场影响,使电子产生偏转,被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,电子以摆线的方式沿着靶表面前进，在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞,电离出大量的A叶离子，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,最终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。
而Ar+离子在高压电场加速作用下，与靶材的撞击并释放出能量，导致靶材表面的原子吸收A叶离子的动能而脱离原晶格束缚，呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片,并在基片上沉积形成薄膜。
简单说：真空溅镀室先由高真空泵抽至一定压力之后，通过恒压仪器或质量流量计向溅镀室内充入惰性气体（如氩气）至一恒定压力（如2X10-1Pa或5XIO-IP a后，在磁控阴极靶上施加一定功率的直流电源或中频电源，在正负电极高压的作用下，阴极靶前方与阳极之间的气体原子被大量电离，产生辉光放电，电离的过程使氩原子电离为A叶离子和可以独立运动的电子，在高压电场的作用下，电子飞向阳极，而带正电荷的A叶离子则高速飞向作为阴极的靶材，并在与靶材的撞击过程中释放出其能量，获得相当高能量的靶材原子脱离其靶材的束缚而飞向基体，于是靶材粒子沉积在靶对面的基体上形成薄膜。
溅射产额丫随入射离子能量E变化的简单示意图，简称溅射曲线。
从该图可以看出溅射产额随入射离子能量的变化有如下特征：存在一个溅射阈值，阈值能量一般为20~100 eV。
当入射离子的能量小于这个阈值时，没有原子被溅射出来。
通常当入射离子的能量为1~10 keV时，溅射产额可以达到一个最大值。
当入射离子的能量超过10 keV 时，溅射产额开始随入射离子的能量增加而下降。
入射离子的能量E (eV)图6.1溅射产额随入射离子能量变化的示意图2.主要溅射方式：反应溅射是在溅射的惰性气体气氛中，通入一定比例的反应气体，通常用作反应气体的主要是氧气和氮气。
磁控溅射镀膜原理和工艺设计
磁控溅射镀膜原理及工艺摘要：真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术，在现实生产生活中有着广泛的应用。
真空镀膜技术有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。
这里主要讲一下由溅射镀膜技术发展来的磁控溅射镀膜的原理及相应工艺的研究。
关键词：溅射；溅射变量；工作气压；沉积率。
绪论溅射现象于1870年开始用于镀膜技术，1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。
常用二极溅射设备如右图。
通常将欲沉积的材料制成板材-靶，固定在阴极上。
基片置于正对靶面的阳极上，距靶一定距离。
系统抽至高真空后充入（10～1）帕的气体（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。
放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子，其能量在1至几十电子伏围。
溅射原子在基片表面沉积成膜。
其中磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的成就之一。
它以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好、装置性能稳定、操作控制方便等优点，成为镀膜工业应用领域(特别是建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等对大面积的均匀性有特别苛刻要求的连续镀膜场合)的首选方案。
1磁控溅射原理溅射属于PDV（物理气相沉积）三种基本方法：真空蒸发、溅射、离子镀（空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀）中的一种。
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正离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，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。
若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域，并且在该区域中电离出大量的Ar正离子来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。
《真空镀膜设备》课件
通过自动化和智能化的技术手段，降低人工成本和操作难度。
节能减排技术
研究节能减排技术在真空镀膜设备中的应用，以降低能耗和减少环 境污染。
高效清洗与维护技术
开发高效、环保的清洗和维护技术，以降低设备维护成本和延长设 备使用寿命。
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真空泵的工作原理
利用机械或物理的方法，从真空系统中排除气体分子 。
真空度的测量与控制
使用真空计测量真空度，通过调节阀门或泵的工作状 态来控制真空度。
真空室的清洁与维护
定期清洁真空室，确保其内部无残留物，以保持高真 空度。
镀膜材料的蒸发与凝结
01
蒸发源的选择
根据镀膜材料的不同，选择相应 的蒸发源，如电阻加热、电子束 加热等。
设备。
高精度
能够实现纳米级薄膜厚度的控 制。
高质量
镀膜过程中无杂质混入，薄膜 纯度高。
长寿命
设备结构稳定，维护成本低。
真空镀膜设备的应用领域
01
02
03
光学领域
镀膜在眼镜、相机镜头、 太阳能集热管等方面有广 泛应用。
电子领域
镀膜在集成电路、电子元 件、平板显示器等方面有 重要应用。
装饰领域
镀膜在金属工艺品、高档 家具、钟表等方面有装饰 作用。
01
03
真空系统的维护和保养对于设备的正常运行至关重要 ，定期检查和清洁各部件，确保其正常运转，是保证
设备性能和延长使用寿命的关键。
04
为了保证设备的稳定运行和延长使用寿命，真空系统 的设计和制造需要充分考虑材料的选择、密封性能以 及各部件之间的连接与配合。
加热系统
加热系统是实现真空镀膜工艺的重要部分，其主 要功能是为工件和/或镀膜材料提供所需的热量。
pvd镀膜机的结构
pvd镀膜机的结构
PVD镀膜机的结构主要包括以下几个部分：
1. 真空腔体：镀膜过程需要在高真空条件下进行，真空腔体是保持腔体内高真空状态的关键部分。
通常由不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，内部经过特殊处理以避免气体泄漏。
2. 靶材供应系统：靶材是用来产生蒸发物或离子束的来源。
靶材供应系统通常由加热器、靶材支架和传感器等组成，用于控制靶材温度和靶材表面的蒸发速率。
3. 辅助加热系统：在一些特殊情况下，需要额外的加热来提高镀膜效果。
辅助加热系统一般由加热器和加热控制装置组成，能够提供额外的加热能量。
4. 基板夹具：用于固定待镀膜的基板，通常由夹具架和夹具组成。
夹具要具有良好的热传导性能，以便将加热能量均匀传递至基板。
5. 抽气系统：用于将真空腔体中的气体抽除，维持高真空度。
一般包括机械泵、分子泵和扩散泵等多个泵的组合。
6. 控制系统：用于监测和控制整个镀膜过程。
包括温度控制、真空度监测、靶材蒸发速率控制等。
有些高级的PVD镀膜机还配备了自动化控制系统，能够实现自动化生产。
以上是一般PVD镀膜机的基本结构，不同型号和用途的镀膜机可能会有所不同。
光学镀膜基础知识PPT
倘若没有光学薄膜技术作为发展基础 ，近代光电、通讯或是雷射技术发展速 度，将无法有所进展。可以毫不夸张地 说，几乎所有的光学系统、光电系统或 光电仪器都离不开光学薄膜的应用。这 些都显示出光学薄膜技术研究发展重要 性。
的法布里-玻珞干涉仪，是一 种最有意义的进展，它是干 涉带通滤光片的一种基本结 构。
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Ø金属滤光片 • 金属滤光膜的一般
特性曲线 • 示例图片：
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u 我们常用的薄膜材料：
• 电介质薄膜材料：Ta2O5,SiO2,TiO2,Al2O3,MgF2,Nb2O5…… • 金属薄膜材料：
Au，Ag，Cu，Cr/Ni
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1.3 光学薄膜应用
从精密及光学设备、显示器设备到日 常生活中的光学薄膜应用；
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光学薄膜的应用可以分为以下几大类： • 提高光学效率、减少杂光。如高效减反射膜、
高反射膜。 • 实现光束的调整或再分配。如分束膜、分色膜
、偏振分光膜就是根据不同需要进行能量再分 配的光学元件。 • 通过波长的选择性透过提高系统信噪比。如窄 带及带通滤光片，长波通、短波通滤光片等。 • 实现某些特定功能。如ITO透明导电膜、保护膜 等。
光学薄膜技术的分类：
•
物理气相沉淀（PVD）：俗称真空镀膜，设计物理特性间的能量
真空镀膜机工作原理
真空镀膜机工作原理真空镀膜机是一种常用的薄膜材料制备设备，它通过在真空环境下对基材进行薄膜镀覆，从而改变基材表面的性能和外观。
那么，真空镀膜机是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍真空镀膜机的工作原理。
首先，真空镀膜机的工作原理基于真空技术。
在真空环境下，气体分子的平均自由程大于设备尺寸，因此气体分子之间的碰撞非常少，可以忽略不计。
这种低气压状态下，气体分子与基材表面的碰撞次数减少，从而减少了表面污染和氧化的可能性。
其次，真空镀膜机的工作原理还涉及蒸发和溅射两种主要的薄膜沉积方式。
在蒸发过程中，源材料被加热至其蒸发温度，形成蒸汽，然后沉积到基材表面上。
而在溅射过程中，源材料被离子轰击，使其表面原子脱离并沉积到基材表面上。
这两种方式都需要在真空环境下进行，以保证薄膜的纯度和均匀性。
另外，真空镀膜机的工作原理还包括控制系统的作用。
控制系统可以精确控制蒸发源或溅射源的温度、压力和位置，以及基材的旋转速度和倾斜角度，从而实现对薄膜的厚度、成分和结构的精确控制。
通过这些精密的控制，可以制备出具有特定功能和性能的薄膜材料。
此外，真空镀膜机的工作原理还涉及真空系统和气体处理系统。
真空系统用于创建和维持高真空环境，包括真空泵、阀门和管道等设备。
而气体处理系统则用于引入和控制工艺气体，以及排放和处理废气，保证工艺过程的安全和稳定。
最后，真空镀膜机的工作原理还包括薄膜沉积过程中的物理和化学现象。
在沉积过程中，源材料的原子或分子通过蒸发或溅射沉积到基材表面上，形成连续、致密的薄膜。
同时，源材料的化学成分和结构也会受到工艺参数的影响，从而影响薄膜的性能和应用。
总的来说，真空镀膜机的工作原理涉及多个方面，包括真空技术、薄膜沉积方式、控制系统、真空系统、气体处理系统以及物理和化学现象等。
通过对这些原理的深入理解，可以更好地掌握真空镀膜技术，实现对薄膜材料性能和应用的精确控制。
PECVD(光伏 镀膜)
10
为什么左边偏薄调大右边微波功率?
对于这个问题的第一种解释：左边的微波源有 问题，不能正常工作，只能通过调右边来补偿．可 这样做整体膜都应变厚，而实际是左边影响最大． 另一种解释是：微波源与膜厚是左边（右边）对 应左边（右边）关系，但实际使用的微波功率比较 大，当大到一定程度时，改变某一边的功率对该侧 膜厚影响较小，对对称的那一侧膜厚影响较大，并 且这种观点为多数人所认同．
最后通过对单管数据的分析来定位问题点.
24
影响太阳电池转换效率的因素
一、禁带宽度 VOC随Eg的增大而增大，但另一方面，JSC随Eg的 增大而减小。
二、温度 载流子扩散系数随温度的升高而增大，所以 升温时少子的扩散长度稍有增大，因此光生电流 有所增加；但暗电流是指数增加，所以电压急剧 下降，I-V曲线改变FF下降，效率下降 温度每增加1°C，VOC下降室温值的0.4%，效 率也因而降低约同样的百分数。
为了使反射损失减到最小，即希望上式 等于0, 就应有：
n n0 n si
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对于太阳光谱,取0＝0.6微米 ,如果电池直 接暴露在真空或大气中使用，最匹配的减反射膜 折射率为n≈1.97。 在实际应用中，为了提高电池的使用寿命和抗 湿能力，大多采用硅橡胶封装。所以，对于减反 射膜来说，外界介质是硅橡胶，其折射率约为1.4， 在这种情况下，最匹配的减反射膜折射率应为:
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五、掺杂浓度 掺杂浓度愈高，Voc愈高。但是在高掺杂浓度下 过度掺杂少子寿命还会减小 除以上提到的还有另外三点： 表面复合速率 串联电阻 金属栅和光反射
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谢谢！
29
保密
18
钝化效果检验—少子寿命: 0
1
1
s
磁控溅射镀膜机使用说明
磁控溅射镀膜机使用说明磁控溅射镀膜机是一种广泛应用于材料科学、电子制造领域的设备，通过磁控溅射技术，可以在各种基底材料上沉积一层或多层金属、非金属或半导体薄膜。
该设备主要由真空室、磁控溅射源、进样室、控制系统等部分组成。
（1）确认电源连接正常，检查真空泵、冷却循环水等设备是否正常工作。
（2）打开真空室门，将基底材料放置在样品台上。
（3）关闭真空室门，启动真空系统，将室内抽至高真空状态。
（4）打开磁控溅射源，进行预溅射清洗靶材。
（5）调整工艺参数，如溅射功率、时间、气压等，开始进行溅射镀膜。
（6）镀膜过程中，监控各种参数，如气压、电流、功率等，确保设备正常运行。
定期检查和维护设备部件，如真空泵、冷却循环水系统等。
避免在镀膜过程中触摸设备内部部件，以免造成人身伤害。
如遇设备故障或异常情况，请立即停机检查，并专业人员进行维修。
保持设备清洁和整洁，定期进行清洁和维护。
磁控溅射镀膜技术的研究始于20世纪70年代，最初是为了满足空间电子器件对抗辐射损伤的需求。
随着科技的发展，磁控溅射镀膜技术的应用领域越来越广泛，然而也存在一些问题，如薄膜应力大、耐磨性差等，需要进一步研究和改进。
磁控溅射镀膜技术的基本原理是利用磁场控制下的电场放电，使靶材表面上的原子或分子被激发后沉积到基材表面，形成一层薄膜。
具体工艺过程包括：真空泵抽气、加热靶材、加磁场、加电场、溅射沉积等步骤。
该技术的特点在于沉积速度快、薄膜质量高、适用范围广等。
磁控溅射镀膜技术在光电领域的应用主要是在太阳能电池上制备减反射膜和抗反射膜。
在光学领域，磁控溅射镀膜技术可以用来制备各种光学薄膜，如增透膜、反射膜、滤光片等。
在电子领域，磁控溅射镀膜技术可以用来制备各种电子薄膜，如半导体薄膜、绝缘薄膜、导电薄膜等。
未来，磁控溅射镀膜技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：一是进一步完善磁控溅射镀膜技术的工艺参数，提高薄膜的质量和性能；二是研究磁控溅射镀膜技术在新型材料制备中的应用，如纳米材料、石墨烯等；三是探索磁控溅射镀膜技术在生物医学、环境治理等领域的应用可能性。
真空镀膜机工作原理
真空镀膜机工作原理
真空镀膜机是一种用于在材料表面上形成薄膜的设备。
它的工作原理基于真空环境下的物理气相沉积（PVD）过程。
首先，将待镀膜的材料（通常是固体或液体）放置在真空镀膜室内。
然后，将室内的气体抽空，创建一个低压环境，即真空状态。
一旦环境达到所需的真空度，就可以开始镀膜过程。
这一步通常需要在高温条件下进行，以增加镀膜的结实度和附着力。
高温还有助于使镀膜材料达到蒸发或溅射状态。
在真空中，采用以下方法之一将材料以原子或分子形式释放到空气中：
1. 蒸发：将材料加热至其蒸汽压力足够高，使其以原子或分子形式释放。
这些蒸发物质会在室内的附着底座上沉积形成薄膜。
2. 溅射：通过在一个阳极上加高电压，将材料表面的原子或分子从阴极上击落。
击落的材料会飘散在室内，然后沉积在附着底座上。
镀膜材料形成薄膜的速率和均匀性会受到多种因素的影响，例如加热温度、反应气体的压力和浓度、沉积时间等。
在整个过程中，可以通过监测和调节这些参数来控制膜的厚度、成分和质量。
最后，在完成沉积后，停止材料释放并将室内气体重新恢复到大气压。
此时的薄膜就形成在物体表面上，并具有所需的特性和功能。
总体而言，真空镀膜机的工作原理可以简单描述为在真空环境下将材料以原子或分子形式释放，并沉积在物体表面上，以形成一层均匀的薄膜。
PECVD原理和设备结构
SINx薄膜
氮化硅颜色与厚度旳对照表
颜色
厚度（nm）
颜色
硅本色
0-20
很淡蓝色
褐色
20-40
硅本色
黄褐色
40-50
淡黄色
红色
55-73
黄色
深蓝色
73-77
橙黄色
蓝色
77-93
红色
淡蓝色
93-100
深红色
厚度（nm） 100-110 110-120 120-130 130-150 150-180 180-190 190-210
Si3N4旳认识: 其Si理3N想4膜旳旳厚颜度色是伴75随—它8旳0n厚m度之旳间变，化表而面变呈化现， 旳2.颜5之色间是为深最蓝佳色。，Si3N4膜旳折射率在2.0—
Si3N4旳优点： 优良旳表面钝化效果高效旳光学减反射性能（ 厚度折射率匹配）低温工艺（有效降低成本） 反应生成旳H离子对硅片表面进行钝化.
加热系统：位于石英管外，有五个温区。
PECVD设备构造
冷却系统： 是一套封闭旳循环水系统，位于加热系统旳金属
外壳，四进四出并有一种主管道，可适量调整流 量大小。 冷却系统旳优点:
• 没有消耗净室空气 • 不同管间无热干涉 • 炉环境旳温度没有被热空气所提升 • 空气运动（通风装置）没有使房间污染 • 噪音水平低
冷却系统示意图
PECVD设备构造
特气柜：MFC 气动阀
MFC：气体流量计（NH3 CF4 SiH4 O2 N2）
SiH4 NH3 CF4 O2 N2
1.8 slm 10.8 slm 3.6 slm 3 slm 15 slm
气动阀：之所以不用电磁阀是因为电磁阀在工作时轻
易产生火花，而气动阀能够最大程度旳防止火花。
2、镀膜机的基本结构
成膜时通过观察窗可了解真空室内的情况
2. 遥 控 盒 功 能
MASK NO下降、EX抬起 SHUTTER IB:离子源挡板开关 EB1:电子枪1挡板开关 EB2:电子枪2挡板开关 HEARTH HEARTH1:左坩埚台旋转 HEARTH2:右坩埚台旋转 DOME ROTATION 工件盘 顺时针方向旋转 工件盘 逆时针方向旋转
接地线
7. 辅正板（MASK）的作用
调节MASK升 降速度的快慢
mask
通过辅正板遮挡部分蒸发材料，调整整片伞架 的均匀性，使所有基板物理厚度一致。
镀膜前MASK注意事项
MASK设定角度18°。 当角度不是18°时调节 此螺丝
确认MASK支杆是否卡 在MASK槽上
8. 石 英 晶 振 以 及 速 率 监控系统
真空腔体 抽气以及排气系统 真空测量仪器 全自动蒸发控制系统 真空室加热、基板系统 基板高速旋转机构 电子束蒸发系统 RF射频离子源 高精度光学监控系统 石英晶振以及速率监控系统 真空压力自动控制系统 冷却水压缩空气系统 冷凝器
一、 真 空 腔 体
1. 观 察 基 板 窗 口
观察基板窗口
观察蒸发源
Mass Flow Controller 3 line
AMVG-600RUN2 Matching Box
AX-1000Ⅲ RF Generator离子源
目前，我司使用的冷冻机有两种， Telemark和Polycold
在一个完全封 闭的环境下， 通过压缩机制 造循环，并使 用特殊配方的 介质，从而使 电能转化为热 能，达到制冷 和化霜的功能。
监控片罩壳
监控片玻璃
10. 加 热 丝
镀铝机结构及功能原理1
二、蒸发用电子枪工作原理：
三、电子束的产生：
1.熱电子发生（ther mionic assion）： 当高熔点金属被加热高温度时，其 表面电子之动能大于束缚能而逸出。当 发射电流较大时，其电流密度受正负极 间的距离d及电压v的控制而依循如下方 程式： J＝β V 3/2/d2其中β 是常数等于 2.335*10-6AMP/(单位面积）。
在真空系统中名词定义：
• 极限真空（极限压强）：指在给定的条 件下，经充分抽气后真空泵所能达到的 最低压强（最高真空度）。 • 抽气速率：指在给定的条件下（如压强、 温度）在单位时间内，真空泵从被抽容 器中抽除的气体体积。
2.蒸发系统：
包括真空罩，晶片，被蒸发材料，烘烤加热 装置，行星盘旋转驱动装置，膜厚监控装置等。
2电子束加速后可直接打在膜材料上使之蒸发但如此蒸发原子和分子会污染电子源因此通常将电子源在装膜材料之枪座底下而利用强力磁场将电子束变成2703因为电子束直接加热在膜材料上且一般装膜材料坩锅之枪底部都有水冷却因此比起熱电阻加热法污染较少膜品质较高
镀铝机结构及功能原理
——蒋友华
一、镀铝机：
是在真空条件下，利用电子束加热待蒸材料，使之 气化蒸发后凝结在晶片表面上成膜的设备。 其原理是： 由电子枪产生的电子束在电场的作用下获得功能打 在晶片上，当加速电压足够高时，所产生的热能使 膜材加热气化。 根据电子束轨迹，电子枪可分为直射式或偏转式， 偏转式电子枪又可分为环形、L型和E型，目前主要 是E型电子枪。
2）电子束的加速：
由于电子带有电荷，所以可以施加 电场加速，所以电子束拥有的功能为 1/2mev2＝eV ，me为电子质量，一般V 为5kv到15kv，假设V为10kv，则电子速 度可达6*104km/sec（6万公里/秒），高 速电子撞击在膜材料上转换成热能，温 度可达几千度（总能量为w＝nev。n为 电子密度）而把膜材料蒸发成气体。
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接地线
7. 辅正板（MASK）的作用
调节MASK升 降速度的快慢
mask
通过辅正板遮挡部分蒸发材料，调整整片伞架 的均匀性，使所有基板物理厚度一致。
镀膜前MASK注意事项
MASK设定角度18°。 当角度不是18°时调节 此螺丝
确认MASK支杆是否卡 在MASK槽上
8. 石 英 晶 振 以 及 速 率 监控系统
XTC/3膜厚控制仪 水晶holder 水晶旋转机构
石英晶体的频率飘移 与附加上的质量的关 系： 附加上的质量 增加，振荡频率降低
水晶探头
质量 = 密度 X 面积 X 厚度
石英晶体振荡法监 控膜厚，主要是利用石 英晶体的两个效应，压 电效应和质量负荷效应， 通过测定固有谐振频率 或与固有谐振频率有关 的参数变化来监控沉积 薄膜的厚度。
Mass Flow Controller 3 line
AMVG-600RUN2 Matching Box
AX-1000Ⅲ RF Generator离子源
目前，我司使用的冷冻机有两种， Telemark和Polycold
在一个完全封 闭的环境下， 通过压缩机制 造循环，并使 用特殊配方的 介质，从而使 电能转化为热 能，达到制冷 和化霜的功能。
介绍Optorun光学镀膜设备
设备型号讲解
设备型号举例：OTFC
设备种类
1300 DBI
大小 配置
•设备种类分为 OTFC和 Gener •真空室大小分为600、900、1300、1550、1800、2350 •配置说明： C: 冷凝泵 D: 扩散泵 B: 电子枪 I: 离子源
设备机构总成
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
[HOM2-P]
[HOM2-D1]
[HOM2-U14]
离子源总装图
PC
RFN-3A Neutralizer
OIS-Two RF Ion Source (17cm)
气体控制器
AM-200RUN Matching Box
OISC-ⅡIon source Controller 中和器电源 离子源直流电源 AX-300Ⅲ 中和器射频电源
监控片及工件盘加热 3. 减少蒸汽分子再结晶温度与基片温度之 间的差异，提高膜层致密度，增加硬度， 消除内应力 真空室门加热
温度过高弊端：使膜层结构变化或膜料分解
11. 真 空 室 内 部 相 关 部 件
百叶窗
冷凝管
防止膜料污染到 真空室 主阀盖
工件盘 （DOME）
二、 OTFC 电 控 柜 总 图
成膜时通过观察窗可了解真空室内的情况
2. 遥 控 盒 功 能
MASK NO下降、EX抬起 SHUTTER IB:离子源挡板开关 EB1:电子枪1挡板开关 EB2:电子枪2挡板开关 HEARTH HEARTH1:左坩埚台旋转 HEARTH2:右坩埚台旋转 DOME ROTATION 工件盘 顺时针方向旋转 工件盘 逆时针方向旋转
9. 光 学 监 控 系 统
光控电源及数据处理器
光量曲线
分光器及投光器
实时监测光反射率（或透射率）的变化，并 将实时反射率（或透射率）数据提供给主机， 从而实现薄膜的光学厚度控制 。 电脑(相当于人体大脑)根据光学膜厚计提 供的反射率实时变化曲线，在反射率变化到 事先设定的停止位置的一瞬间停止材料蒸镀， 从而得到所需要的膜厚。
真空腔体 抽气以及排气系统 真空测量仪器 全自动蒸发控制系统 真空室加热、基板系统 基板高速旋转机构 电子束蒸发系统 RF射频离子源 高精度光学监控系统 石英晶振以及速率监控系统 真空压力自动控制系统 冷却水压缩空气系统 冷凝器
一、 真 空 腔 体
1. 观 察 基 板 窗 口
观察基板窗口
观察蒸发源
监控片罩壳
监控片玻璃
10. 加 热 丝
温度对膜层原子或分子提供额外能量补充，在膜层折射率、 应力、附着力、硬度和不溶性都会因基片温度的不同而有较 大差异 升温优点：
侧壁加热
1. 排除基片表面的剩余气体分子，增加基 片与沉积分子之间的结合力 2. 促使膜层物理吸附向化学吸附转化，增 加分子之间相互作用，使膜层紧密，附 着力增加，提高机械强度
光控投光器电源 光控数据处理器 触摸屏 电脑显示器及主机 真空显示器 膜厚控制仪
电子枪控制器
RF离子源控制器
Gener 电 控 柜 总 图
充氧压力控制器 监控片和工件盘 的加热丝电流
紧急停止按钮
其它部分与OTFC 电控柜相同
GL离子源控制器
光学监控系统1
[HOM2-N]分光器 [HOM2-L]投光器 [HOM2-F] Fiber 将Fiber 接受到的光分光后、 卤素灯投光器。 将投光器投出的光送Lens 转变成电信号。 投光的同時输出参考信号。 Unlt。接受到的光送到分 光器。
扩散泵
作用：后期抽气，为达到高真空的设备，是整个真空 抽气系统的主泵。 原理：1、当油扩散泵用前级泵预抽到低于1.0Pa真空 时，油锅可开始加热，沸腾时喷嘴喷出高速的蒸气流 ，热运动的气体分子扩散到蒸气流中，与定向运动的 油蒸气分子碰撞。 2、气体分子因此而获得动量，产生和油蒸气 分子运动方向相同的定向流动到前级，油蒸气被冷凝 ，气体分子排出，即被前级泵抽走而达到抽气目的。
镀膜前确认上、下犄角是否平行，水平
松开此螺丝调节犄角平行度
标 准
松开螺丝后犄角下方垫铜片， 确保犄角的水平
标 准
镀膜前电子枪注意事项
80mm
铝箔包住
确认坩埚挡板高度是 否80mm 坩埚挡板打开角度90 左右 坩埚挡板架子需要包 铝箔 镀膜之前用吸尘器吸 取灰尘，确保真空室 内部清洁
挡板角度打开90左右
电子枪控制器
离子源控制器
真空计种类
BPG:热 电离真 空计
PEG:冷 电离真空 计
SC1：爱 发科真空 计
SC2： 管道真 空计
抽气以及排气硬件系统-（图1）
高真空阀
粗抽阀 排气管道 油吸附塔
高真空阀
FV阀 罗茨泵
油扩散泵
机械泵
PLC抽气以及排气软件系统（图2）
真空泵
1.
机械泵
2.
罗茨泵
[HOM2-N1]
[HOM2-L2]
[HOM2-F9C]
ห้องสมุดไป่ตู้
光学监控系统2
[HOM-P]投光器用电源 投光器用的电源。 在前面表示Lamp 电压、电 流、使用时间。 [HOM2-D]数据处理器 从分光器发出的光量电信 号、从投光器发出的参考 信号的光量値（电圧）输 送到PC。 [HOM2-U]Lens Unlt 把光投到监控玻璃、接 受反射光。
3.
扩散泵
机械泵
作用： 前期抽气,为达到低真空的设备. 还是罗茨泵的前级泵 原理：建立在玻意耳-马涅特定律的基 础上的。PV=K（P-压强 V-体积 K-温 度）
罗茨泵
作用：用来提高中间压力范围的抽气量 原理：罗茨泵是一种无内压缩的真空泵 ，通常压缩比很低，故高、中真空泵需 要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于 泵本身结构和制造精度外，还取决于前 级泵的极限真空。为了提高泵的极限真 空度，可将罗茨泵串联使用。
6. 离 子 源 的 作 用
1.清洁基片表面
2.夯实膜层，使其致密
3.提高膜牢固度
离子源辅助电子束示意图
离子源种类
中和器
RF 离子源
GL 离子源
镀膜前离子源注意事项
用角度仪确认离子源的 水平及内外角度 确认坩埚挡板高度 离子源挡板打开角度 离子源挡板架子需要包 铝箔 确认地线是否连接（共 三根）
3. 真 空 室 内 部
4. 坩 埚 种 类
环形坩埚
点坩埚
确 认 坩 埚 位 置
松开联轴器螺丝，调整编码器位置， 直到补偿数字为0，然后锁紧螺丝
标
准
确认坩埚台中心、坩埚、电子束蒸发源是否在一条直线上
5. 电 子 枪 原 理 及 作 用
电子枪是加速电子轰击靶 并发光的一种装置，它发 射出具有一定能量、一定 束流以及速度和角度的电 子束，电子受栅极电位的 影响，在阳极加速电压下 形成汇聚的电子束，在磁 场作用下电子束得到进一 步聚焦并偏转180°或 270°射入装有镀膜料的坩 埚中，其动能变成热能使 蒸镀材料蒸发沉积于基片 上形成薄膜
电子束蒸发示意图
电子枪总装图
电子枪 1
真空室
扫描控制器
电子 枪 2
电子枪电控柜
控 制 系 统
低压导 入端子
高压导 入端子
电子枪种类
c型枪蚊香形灯丝
C 型枪
电子束蒸发源种类:
e型枪U字形灯丝
e 型枪
•电子束偏转角度180°，运行轨迹为“C”的C型枪 •电子束偏转角度270°，运行轨迹为“e”的e型枪