文档介绍：: .
2007年10月19日
真空及溅射镀膜技术
王建强
主枣內容
1真空基础
2真空泵
3真空测
4溅射理论
5磁控溅射分类及特点
6薄膜材料表征
1・1真空概念
真空泛指低于一个大气压的气体状态•与普通的大气状 态相比，分子密度较为稀薄加而气栋分子与气体分毛气 体分子与器壁之间的碰状几率要低些.
今天用普通方法所能获得的极限压强是P10-8Pa^D用多 种方法组合可达到10nPa・
平均自由程:气体分子从一次碰撞到下一次碰撞所飞距离的 统计平均数•在l*10-8Pa压强下，对于25°C的空气，其平均自 过程中一次碰撞也不发生•设想大气中分子的平均自由程大 约为百万分之七厘米那么l*10-8Pa压强下，分子连续两次碰 撞之间经历的平均时间约为18mim运动速度极快，大约为步 枪子弹的出口速度.
在0°C,水银密度p =,®力加速度 g=,760mm水银柱所产生的压强为1标准 大气压，用atm表示，则
latm=760mm** =1013249dyn/cm2=-*105Pa
* lPa=lN/m2
* 1 atm=760Torr= 1013mbar= 1013*102Pa
* lmmHg（毫米***柱）=*=
* Torr（托）:1 Torr= 1/760atm= .
* bar（巴）:1 bar= 106ubar= 105Pa, 1 Pa= 1 Oubar, 1 mbar= 1 OOPa
1 bar= 1000mbar= 106ubar
1・3真空区域划分
域
物理矗
低真空
中真空
高真空
超高真空
极咼真空
压力范围/Pa
105-102
102~10-1
IO』〜IO®
<1 (T9
气体分子密度
/（个/cm3）
1019 〜1016
1016 〜1013
10口 〜109
109 〜2
<105
平均自由程/cm
10-5〜10-2
10-2〜10
IO*"
>109
气流特点
1・以气体 分了间的 碰撞为主
2粘滞流
过渡区域
1以气体分子与 器壁的碰撞为主 2分子流 |
3已不能按连续 流体对待
分子间的 碰撞极少
气体分子 与器壁表 面的碰撞 频率较低
平均吸附时间—
气体分子以空间飞行为主
气体分子以吸附停留 为主
2真空泵
典型的真空系统包括：
♦待抽空的容器（真空室）
♦获得真空的设备（真空泵）
♦测量真空的器具（真空规） ♦以及必要的管道、阀门和其他附属设备.
能使压力从一个大气压力开始变小，进行排气的泵常称 为“前级泵”，另一些只能从较低压力抽到更低压力的真空泵 常
称为“次级泵” •
对于任何一个真空系统评价指标：
1•极限压力Pm
2•抽气速率（单位时间所抽出气体的体积,决定抽真空的时间）
抽气速率
最高工作压强
最大启动压强
极限压强
最低工作压强
最大排气压强
高真空泵：分子泵、扩散泵、低温泵
真空室
中真空泵：罗茨泵
O二〉低真空泵：旋片泵、滑阀泵
Exhaust channel Inlet channel
Exhaust valve (spring loaded and oil covered)
吸气口
排气口
转子/油密封
滑片/弹簧
Rotor
(txcentrically mounted)
J* Vane with spring
Cylindrical working chamber
2・3罗茨泵工作原理
共辘双转子 （一个逆时针旋转， 一个顺时针旋转） 同步旋转 正反旋转 高速旋转 转子间隙0・l〜0・3mm 无油 抽速大
R S R S
□JZ
S Stator disk R Rotor disk
动片超高速旋转
(20000〜30000i7min)
动片和静