薄膜生长过程原位动态特性监测仪 HT

薄膜生长过程原位动态特性监测仪

        本项目为北京科技大学国家工科物理基础课程教学基地立项项目，利用科研中所用的小型离子溅射镀膜机，自行开发研制出一种新型的薄膜的制备及薄膜生长过程原位动态监测实验装置，该实验装置能在较低的背景真空度下实现金属薄膜的制备，同时若使用在衬底基片上预先镀膜制作出的低电阻测量四接头电极并接通恒流源，便可利用数字电表在镀膜过程中，瞬态、原位测量薄膜的导通电压、电阻阻值随沉积时间的变化规律，由实验结果可以清楚地观察到薄膜形成过程中，随着薄膜成核、网状导通、薄膜连续后厚度的增加等变化，其电压和电阻值与沉积时间的关系，通过宏观物理量的变化关系反应出微观薄膜物理性能与薄膜生长过程的对应关系。

实验装置和教学内容作为综合性的基础实验具有以下优点：
1、实验内容新颖，与现代工艺技术联系紧密，实践性强；
2、实验设备小型化、达到所需真空度的时间短且操作简便，实验过程中物理现象清晰、直观，适合大范围理工科实验教学；
3、知识拓展性强。本实验教学可起到抛砖引玉的作用，学生可以通过自学和与教师交流，更深入地了解与薄膜物理和薄膜技术有关的知识。

此外，为调动学生深入学习的积极性，鼓励学生用本实验的成果——自己镀出的金属膜，继续进行其他题目的实验。如：《金属薄膜电阻率的测量》、《用光的干涉法测量薄膜厚度》等实验。
为实现将我们的研制成果和产品向**高校物理实验教学及向世界推广的目标，我们又申请了新课题作为本项目延续，如低成本靶材的选用及特性研究、计算机数据采集和模拟系统的研究等，通过计算机实现检测信号的自动采样，瞬态监测与数据处理。这些研究成果的共同应用将使我们的实验装置和教学内容适用范围更广泛，可满足各类用户的特殊需求。
系统组成：

真空控制部分：
    由机械泵、真空测量规和真空度显示仪表组成（真空度约1Pa左右）

直流溅射镀膜部分：
    直流溅射镀膜部分由镀膜用的靶材、安放衬底的衬底架和直流溅射电源组成。镀膜用的靶材和安放衬底的衬底架放置在直流溅射镀膜室中。

测量部分：
    由用于同衬底的电流输入电极相连接的电流输入接头、用于同衬底的电压输出电极相连接的电压输出接头、恒流源、电流表和电压表组成。衬底上将预先制备有电流输入电极和电压输出电极，二者的相对位置是：电流输入电极在外侧，电压输出电极在内侧。

实验和教学：
  1.  动态监测溅射镀膜过程中基片上两电极间电压的变化（反映出薄膜生长的规律）
  2.  动态监测金属薄膜电阻随镀薄膜时间的变化
  3.  制作扫描电镜的样品
  4.  制作各种薄膜器件、芯片的电极引线