磁控溅射实验报告.docx

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磁控溅射实验报告

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磁控溅射实验报告

　　篇一：

薄膜实验报告,磁控溅射与高真空成膜

　　电子科技大学

　　实验报告

　　姓名：

郭章

　　学号：

20XX054020XX2

　　指导教师：

许向东

　　日期：

20XX年6月12日

　　一，实验室名称：

光电楼薄膜制备实验室

　　二，实验项目名称：

　　有机多功能高真空成膜设备的使用及其注意事项

　　三，实验原理

　　有机oLeD器件的制备流程分为：

ITo玻璃清洗→光刻→再清洗→前处理→真空蒸镀有机层→真空蒸镀背电极→真空蒸镀保护层→封装

（1）ITo玻璃的洗净及表面处理：

ITo作为阳极其表面状态直接影响空穴的注入和与有机薄膜层间的界面电子状态及有机材料的成膜性。

如果ITo表面不清洁，其表面自由能变小，从而导致蒸镀在上面的空穴传输材料发生凝聚、成膜不均匀。

也有可能导致击穿，使面板短路。

　　对洗净后的ITo玻璃还需进行表面活化处理，以增加ITo表面层的含氧量，提高ITo表面的功函数。

也可以用比例为水:

双氧水:

氨水=5:

1:

1混合的过氧化氢溶液处理ITo表面，使ITo表面过剩的锡含量减少而氧的比例增加，以提高ITo表面的功函数来增加空穴注入的几率，可使oLeD器件亮度提高一个数量级。

（2）有机薄膜的真空蒸镀工艺：

LeD器件需要在高真空腔室中蒸镀多层有机薄膜，薄膜的质量关系到器件质量和寿命。

在高真空腔室中设有多个放置有机材料的坩埚，加热坩埚蒸镀有机材料，并利用石英晶体振荡器来控制膜厚。

有机材料的蒸发温度一般在170℃～400℃之间、ITo样品基底温度在40℃～60℃

　　（3）金属电极的真空蒸镀工艺：

金属电极仍要在真空腔中进行蒸镀。

金属电极通常使用低功函数的活泼金属，因此在有机材料薄膜蒸镀完成后进行蒸镀。

金属电极材料的蒸发一般用加热电流来表示，在我们的真空蒸镀设备上进行蒸镀实验，实验结果表明，金属电极材料的蒸发加热电流一般在20A～50A之间。

　　（4）器件封装工艺：

LeD器件的有机薄膜及金属薄膜遇水和空气后会立即氧化，使器件性能迅速下降，因此在封装前决不能与空气和水接触。

因此，oLeD的封装工艺一定要在无水无氧的、通有惰性气体（如氩气、氮气）的手套箱中进行。

封装材料包括粘合剂和覆盖材料。

粘合剂使用紫外固化环氧固化剂，覆盖材料则采用玻璃封盖，在封盖内加装干燥剂来吸附残留的水分。

　　四，实验目的：

　　1）掌握oLeD器件的实际制备过程及技术。

　　2）了解有有机多功能高真空成膜设备的使用方法及其流程，注意操作。

五，实验内容：

　　对oLeD器件的层次结构的制备过程进行了解。

　　六，实验器材：

　　oLeD-Ⅴ型有机多功能高真空成膜设备，mg

　　七，实验步骤：

　　1）打开冷却水系统及电源。

　　2）预处理室重启，打开后放入样品在传送杆托盘。

　　3）打开机械泵及分子泵前级机械泵。

　　4）打开真空计，查看真空度状态。

　　5）待有机室和金属室真空度达到数十pa时，关闭旁抽发，开分子阀闸板，给有机　　

室和金属室抽高真空。

　　6）样品预处理后，关闭预处理是旁边抽阀门。

　　7）打开预处理室有机真空的闸板阀，推进样品值有机室，通过前后机械手及升降旋转基片架，分别将样品及掩膜板转移至升降基片架上，关闭室间闸板阀。

　　8）蒸镀有机功能层，通过频率变化计算膜厚

　　9）同上操作，将样品传入金属室进行金属电极蒸镀

　　10）蒸镀单程后，等待约20分钟

　　11）关闭两个分子泵阀门，约8分钟后停止分子泵，关闭分子泵电源。

　　12）关闭真空计，总电源，冷却水。

　　八，实验数据及结果分析：

　　1）先对ITo玻璃进行离子清晰以提高功函数，增强空穴注入能力。

　　2）在有机室蒸镀各有机层：

包括空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层，电子注入层。

　　3）在金属层腔中进行金属阴极蒸镀，因所需温度与有机材料不同，所以分开两腔，最后封装测试样品。

　　4）通过频率和薄膜厚度一定关系，可以控制薄膜厚度。

　　九，实验结论：

　　真空镀膜的技术较多，产品所需要的材料不同，决定了镀膜的工艺因此，有机层与金属电极分开处理，真空的实现对制膜很重要，应尽量在高真空环境下进行工作。

使用分子泵前，先达10pa以下的低真空度，分子泵使用过程中，不能开启机械泵，以免造成油污染。

　　十，总结及心得体会：

　　通过实验，对真空镀膜技术了解更加详彻，同时更加注意了实际操作过程中的各种条件控制以及注意事宜；在设备的全密封性一体化加工方式，提高了样品的加工质量，膜厚度采用晶振频率控制更加方便产品的实时调控。

　　篇二：

薄膜实验报告,磁控溅射与高真空成膜

　　电子科技大学

　　实验报告

　　姓名：

郭章

　　学号：

20XX054020XX2

　　指导教师：

许向东

　　日期：

20XX年6月12日

　　一：

实验室名称：

光电楼薄膜制备实验室

　　二：

实验项目名称：

薄膜制备工艺流程

　　三：

实验原理1，磁控溅射原理：

　　电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。

氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉积在基片上成膜。

　　利用Ar一02混合气体中的等离子体在电场和交变磁场的作用下，被加速的高能粒子轰击靶材表面，能量交换后，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，转移到基体表面而成膜。

　　2，实验室采用的为cK-3磁控溅射沉积真空系统，真空度可达10-3pa。

溅射在靶原子沉积之后需要对其进行退火，实验室的的退火温度约为3000c。

此外溅射系统采用直流与射频两种电源模块，能够自由相互转换。

其中直流多对于到点靶材，而射频溅射则可对绝缘体进行溅射。

　　四，实验目的：

　　1，了解真空溅射技术在实际中的应用。

　　2，掌握基本的真空溅射镀膜方法

　　3，了解实验中的注意事项

　　五，实验内容

　　对真空溅射镀膜技术的参观以及反思

　　六，实验器材

　　cK-3磁控溅射沉积高真空系统

　　七，实验步骤

　　1）开循环水电源、阀门；开总控电源，确认电源指示灯正常

　　2）打开真空机，开机械泵，角阀A，到真空度达到20pa后，关闭角阀A，开启角阀c

　　3）设置基地加热温度，开基片架旋转开关和调节转速，开溅射电源。

　　4）关闭闸板阀，开角阀b

　　5）开溅射电源进行溅射。

　　6）溅射结束，关闭溅射电源

　　7）关闭质量流计，设置降温温度。

　　8）关闭基片旋转和这么空寂，关闭角阀b，开放气阀。

　　9）升起钟罩，取出样品，然后关闭钟罩，关闭角阀c，开角阀A。

　　10）关闭总电源，关冷却水，关闭空气压缩机阀门。

　　八，实验数据及结果分析

　　1）所用气体为Ar与o2混合气体，比例为1:

5，可根据溅射情况，先后混合时间先后调整。

　　2）关于溅射系统使用直流或者射频电源应根据实际溅射物改变。

　　3）实验中所溅射的为Vxoy材料，其通氧速度应该严格控制，否则会损坏器材。

九，实验结论

　　通过实验了解到真空溅射技术的实际应用情况，观察到了溅射过程以及当中需要注意的各项事宜。

对操作流程的观看，使其对磁控溅射有了更深一步认识。

十，总结及心得体会

　　真空溅射设备使用，第一要严格注意抽真空过程中，开关个阀门的起始先后顺序，避免真空度不够，或者倒吸机械泵油致使由污染，损坏器件；溅射过程要严格控制气流速率，适时调整，以形成较好效果；取出样品时，需注意腔内真空是否已经于外界持平。

　　篇三：

磁控溅射镀膜

　　磁控溅射法制备薄膜材料

　　一、实验目的：

　　1、掌握利用磁控溅射法制备薄膜材料的方法

　　2、掌握磁控溅射法的基本原理

　　3、掌握磁控溅射仪器设备的使用方法

　　二、实验仪器

　　真空镀膜系统、机械泵、分子泵、电离硅管、热偶真空计

　　三、实验原理

　　1、真空的获得

　　用来获得真空的设备称为真空泵，真空泵按其工作机理可分为排气型和吸气型两大类。

排气型真空泵是利用内部的各种压缩机构，将被抽容器中的气体压缩到排气口，而将气体排出泵体之外，如机械泵、扩散泵和分子泵等。

吸气型真空泵则是在封闭的真空系统中，利用各种表面（吸气剂）吸气的办法将被抽空间的气体分子长期吸着在吸气剂表面上，使被抽容器保持真空，如吸附泵、离子泵和低温泵等。

（1）机械泵

　　机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀压缩从而获得真空的泵，机械泵的种类很多，目前常用的是旋片式机械泵。

　　机械泵可在大气压下启动正常工作，其极限真空度可达10-1pa，它取决于：

①定子空间中两空腔间的密封性，因为其中一空间为大气压，另一空间为极限压强，密封不好将直接影响极限压强；②排气口附近有一“死角”空间，在旋片移动时它不可能趋于无限小，因此不能有足够的压力去顶开排气阀门；③泵腔内密封油有一定的蒸汽压（室温时约为10-1pa）。

（2）分子泵分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后为前级抽走的一种真空泵。

　　这种泵具体可分为：

　　1）牵引分子泵气体分子与高速运动的转子相碰撞而获得动量，被驱送到泵的出口。

　　2）涡轮分子泵靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气的。

这种泵通常在分子流状态下工作。

　　3）复合分子泵它是由涡轮式和牵引式两种分子泵串联组合起来的一种复合型的分子真空泵。

　　2、溅射镀膜

　　溅射技术与真空蒸发技术有所不同。

“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面（靶），使固体原子或分子从表面射出的现象。

射出的粒子大多呈原子状态，常称为溅射原子。

用于轰击靶的溅射粒子可以是电子，离子或中性粒子，因为离子在电场下易于加速获得所需要动能，因此大都采用离子作为轰击粒子。

溅射过程建立在辉光放电的基础上，即溅射离子都来源于气体放电。

不同的溅射技术所采用的辉光放电方式有所不同。

直流二极溅射利用的是直流辉光放电；三极溅射是利用热阴极支持的辉光放电；射频溅射是利用射频辉光放电；磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电。

溅射镀膜与真空蒸发镀膜相比，有许多优点。

如任何物质均可以溅射，尤其是高熔点，低蒸气压的元素和化合物；溅射膜与基板之间

　　的附着性好；薄膜密度高；膜厚可控制和重

　　复性好等。

缺点是设备比较复杂，需要高压

　　装置。

　　此外，将蒸发法与溅射法相结合，即为离

　　子镀。

这种方法的优点是得到的膜与基板间

　　有极强的附着力，有较高的沉积速率，膜的

　　密度高。

　　四、实验步骤

　　1、用酒精清洗衬底玻璃基板、靶材，清洗完

　　毕后用电吹风吹干。

　　2、实验前仔细检查各开关的状态，接通电源。

　　电源接通后打开水循环开关，完成此两步后，

　　按下充气按钮，待充气结束后，将待镀金属

　　材料置入电极凹槽内，同时在真空室顶部装

　　载玻璃基片，注意装载过程中确保玻璃面的

　　整洁。

置入内衬，关闭充气阀门。

　　3、将工作状态选择开关从“断开”打到“机

　　械泵”工作档位，机械泵开始工作。

开启复

　　合真空计电源。

　　磁控溅射镀膜装置示意图

　　4、观察热偶计示数的变化，待到测真空室的真空度达到10pa时，此时关闭粗抽阀。

　　5、打开旁抽阀，打开分子泵开关，打开板阀。

　　6、打开电离硅管，观察压强示数，至压强到4*10-4pa左右。

　　7、充入氩气，开始镀膜（镀膜前一定要确定蒸发挡板是关闭的），打开电流开关，慢慢加大电流至起辉，待溅射一段时间后，打开挡板，开始镀膜，完成后关闭挡板。

然后组建调小电流至0，关闭电流开关。

　　8、关闭板阀、关闭旁抽阀，关闭分子泵。

　　9、关闭机械泵

　　10、充气，打开真空室取出样品。

　　11、在真空系统停止工作时，如无特殊要求，应将系统各元件保持在真空状态下封存。

故需重新安装好仪器，将工作选择开关打到“机械泵”档位，对真空室进行粗抽真空，待真空室压强达到10pa左右时关闭机械泵，同时关闭真空计，最后关闭整个系统，镀膜实验完成。

　　五、实验结果

　　镀膜样品：