高真空磁控离子溅射仪是一种利用磁控溅射技术在高真空环境下沉积薄膜的精密设备,广泛应用于半导体、光学、材料科学、电子器件等领域。
高真空磁控离子溅射仪设备由哪些部件组成?
1.真空系统
机械泵:用于初级抽气,快速将腔体抽至低真空。
分子泵:在机械泵预抽后,进一步将真空度提升至高真空范围。
真空室:密封的腔体,容纳靶材、样品和溅射过程,通常采用不锈钢或铝合金材料。
真空规:用于实时监测真空度,包括热偶规(测量低真空)和电离规(测量高真空)。
阀门与管路:控制气体进出,包括气动阀门、电磁阀等。
2.磁控溅射系统
靶材与靶架:
靶材:金属或合金靶,根据需求更换。
靶架:固定靶材,部分设计支持水冷或旋转,以延长靶材寿命。
磁铁组件:
永磁或电磁线圈:产生闭合磁场,约束电子运动,提高溅射效率。
磁场分布:通过调整磁铁强度或位置,优化靶材表面的等离子体分布。
阴极电源:提供直流(DC)或射频(RF)功率,驱动靶材表面发生溅射。
3.样品台与基片处理
样品台:
可旋转、倾斜或加热,确保薄膜均匀沉积。
部分设备支持多样品同时处理或基片加热。
基片预处理:
等离子清洗:通过辉光放电清除基片表面污染物,增强膜层附着力。
偏压电源:对基片施加负偏压,吸引离子轰击表面,改善薄膜致密性。
4.气体控制系统
工作气体:
氩气(Ar):主要用于溅射金属靶材,产生惰性等离子体。
反应气体(可选):如氧气、氮气、甲烷等,用于反应溅射制备化合物薄膜(如氧化物、氮化物)。
质量流量计:精确控制气体流量,保持气压稳定。
进气阀与排气阀:调节腔体内气体压力。
5.控制系统与软件
触摸屏或电脑界面:实时监控和设置参数(如功率、气压、时间、温度等)。
自动化程序:预设溅射流程,支持多步工艺(如预溅射、镀膜、退火等)。
数据记录:存储工艺参数和运行日志,便于追溯和分析。
6.辅助系统
冷却系统:循环水冷却靶材、样品台和腔体,防止过热损坏设备。
安全?;ぃ?/span>
过压?;ぁ⒙┑绫;?、紧急?;磁サ取?/span>
真空失效报警和自动充氮?;ぃǚ乐骨惶逖趸?。
观察窗:配备石英观察窗,方便实时观察溅射过程。

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