用(yòng)于濺射(she) DFL-800壓(ya)力傳感(gan)器制造(zào)的離子(zi)束濺射(shè)設備

濺射(shè)壓力傳(chuán)感器的(de)核心部(bù)件是其(qí)敏感芯(xīn)體（也稱(chēng)敏感芯(xīn)片）， 納米薄(bao)膜壓力(lì)傳感器(qi) 大(dà)規模生(shēng)産首要(yao)解決敏(mǐn)感芯片(pian)的規模(mo)化生産(chan)。一個典(diǎn)🚶‍♀️型的敏(mǐn)感芯片(pian)是在金(jin)屬彈性(xìng)體上濺(jian)射澱積(jī)四層或(huò)五層的(de)薄膜。其(qí)中，關鍵(jiàn)的是與(yǔ)彈性體(ti)金屬起(qi)隔離的(de)介質⚽絕(jué)緣膜✍️和(hé)在絕🔞緣(yuán)膜上🐕的(de)起應變(bian)作用的(de)功能材(cai)料薄膜(mo)。

對(duì)介質絕(jué)緣膜的(de)主要技(ji)術要求(qiú)：它的熱(rè)膨脹系(xì)數與金(jin)屬彈性(xing)體的熱(re)膨脹系(xì)數基本(běn)一緻，另(ling)外，介質(zhì)膜的絕(jue)緣常數(shù)要高，這(zhe)樣💘較薄(bao)的薄膜(mó)會有較(jiao)高的絕(jué)緣電阻(zǔ)值。在表(biǎo)面粗糙(cāo)度優于(yu) 0.1μ m的金(jin)屬彈性(xìng)體表面(mian)上澱積(jī)的薄膜(mó)的附着(zhe)力要高(gao)🔞、粘附牢(láo)、具☎️有一(yī)定的彈(dàn)性；在大(da) 2500με微(wēi)應變時(shí)不碎裂(lie)；對于膜(mó)厚爲 5μ m左右的(de)介質絕(jué)緣膜，要(yao)求在 -100℃至 300℃溫度(du)範圍内(nei)循環 5000次，在(zài)量程範(fan)圍内疲(pí)勞 106之後，介(jie)質膜的(de)絕緣強(qiáng)度爲 108MΩ /100VDC以上。

應變(biàn)薄膜一(yi)般是由(you)二元以(yi)上的多(duō)元素組(zu)成，要求(qiú)元🐉素之(zhi)間的化(hua)學計量(liang)比基本(ben)上與體(tǐ)材相同(tong)；它的👌熱(rè)膨脹系(xi)數與介(jie)質絕緣(yuan)膜的熱(re)膨脹系(xi)數基本(ben)一緻；薄(bao)膜的厚(hou)度應該(gāi)在保證(zheng)穩💛定的(de)連續薄(báo)膜的平(ping)均厚度(du)的前提(tí)下，越📞薄(bao)越好，使(shǐ)得阻值(zhí)高、功耗(hào)小、減🈲少(shǎo)自身發(fa)熱引起(qǐ)電阻的(de)不穩定(ding)性；應變(biàn)電阻阻(zǔ)值應在(zai)很寬的(de)溫🈚度範(fan)圍内穩(wen)定，對于(yú)傳感器(qì)穩💘定性(xing)👄爲 0.1%FS時，電阻(zu)變化量(liàng)應小于(yú) 0.05%。　

*，制備(bèi)非常緻(zhì)密、粘附(fù)牢、無針(zhēn)孔缺陷(xian)、内應力(li)小、無雜(zá)質污染(rǎn)✊、具有一(yi)定彈性(xing)和符合(hé)化學計(ji)量比的(de)高質📧量(liang)薄膜涉(she)及薄膜(mó)工♍藝中(zhōng)的諸多(duō)因素：包(bāo)括澱積(ji)材料的(de)粒子大(dà)小、所帶(dai)能量、粒(li)子到達(dá)襯🏃🏻底基(jī)片之前(qián)的空間(jian)環境，基(ji)片的🈚表(biao)面狀況(kuàng)、基片溫(wen)度🍓、粒子(zǐ)的吸㊙️附(fù)、晶核生(shēng)長過程(chéng)、成膜速(sù)率等等(děng)。根據🥵薄(báo)膜澱積(jī)理💔論模(mo)型可知(zhi)，關鍵是(shi)生長層(ceng)或初期(qi)幾層的(de)薄膜質(zhì)量。如果(guǒ)粒子尺(chǐ)寸大，所(suǒ)帶的能(néng)量小🐪，沉(chén)澱速率(lü)快，所澱(dian)積的薄(bao)膜如果(guǒ)再附加(jia)惡劣環(huán)境的影(yǐng)響，例如(ru)薄膜吸(xi)附的氣(qi)體在釋(shì)放後形(xing)成空洞(dòng)，雜質污(wū)染👉影響(xiǎng)❌元素間(jian)的化學(xué)計量比(bi)，這些都(dōu)會降低(di)薄膜的(de)機械、電(diàn)和溫度(du)特性。

美國(guo) NASA《薄(bao)膜壓力(lì)傳感器(qi)研究報(bào)告》中指(zhi)出，在高(gao)頻濺射(she)中，被濺(jiàn)射🤞材料(liào)以分子(zi)尺寸大(da)小的粒(lì)子帶有(yǒu)一定能(néng)量連續(xù)不斷的(de)💰穿過等(deng)離子體(tǐ)後在基(jī)片上澱(dian)積薄膜(mó)，這樣，膜(mó)質比熱(re)蒸發澱(diàn)積薄膜(mó)緻密㊙️、附(fù)着力好(hǎo)。但是濺(jiàn)射粒子(zi)穿過等(deng)離子體(tǐ)區域時(shí)，吸附等(deng)離子體(ti)中的氣(qì)體，澱積(ji)的薄膜(mó)受到等(děng)離子體(tǐ)内雜質(zhì)污染⛷️和(he)高溫不(bu)穩定的(de)熱動态(tài)影響，使(shǐ)薄膜産(chan)生更多(duō)的缺陷(xian)，降低🔞了(le)絕緣膜(mo)的強度(du)，成品率(lü)低。這些(xie)成爲高(gāo)頻😄濺射(shè)設備的(de)技術用(yòng)于批量(liàng)生産濺(jian)射薄膜(mó)壓力😄傳(chuan)感器的(de)主要限(xian)制。

日本真(zhēn)空薄膜(mo)專家高(gao)木俊宜(yí)教授通(tong)過實驗(yan)證明✌️，在(zài) 10-7Torr高(gao)真空下(xià)，在幾十(shí)秒内殘(cán)餘氣體(ti)原子足(zú)以形成(chéng)分子層(ceng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼附着在(zài)工件表(biǎo)面上而(er)污染工(gōng)件，使薄(bao)膜質量(liang)受到🥰影(yǐng)響。可見(jiàn)，真空☂️度(du)越高，薄(bao)膜質量(liang)越有保(bao)障。

此外，還(hái)有幾個(gè)因素也(ye)是值得(de)考慮的(de)：等離子(zǐ)體内㊙️的(de)🔴高溫，使(shi)🔴抗蝕劑(ji)掩膜圖(tu)形的光(guāng)刻膠軟(ruan)化，甚至(zhi)碳化。高(gao)頻濺🥰射(she)靶，既是(shi)産生🎯等(deng)離子體(ti)的工作(zuò)參數的(de)一部分(fen)，又是産(chan)生濺射(she)粒子的(de)🌐工藝參(cān)數的一(yī)部分，因(yin)此設備(bèi)的工作(zuo)參數和(hé)工藝參(cān)數互相(xiang)♻️制約，不(bu)能💚單獨(dú)各自調(diào)整，工藝(yi)掌握困(kùn)難，制作(zuò)和操作(zuò)過程複(fu)雜。

對于離(li)子束濺(jiàn)射技術(shu)和設備(bei)而言，離(li)子束是(shì)從離子(zi)源等離(li)子體中(zhōng)，通過離(li)子光學(xué)系統引(yǐn)出離子(zǐ)形成的(de)，靶和♌基(ji)片置放(fang)在遠離(li)等離子(zǐ)體的高(gāo)真空環(huan)境内，離(lí)子束轟(hong)擊靶，靶(ba)材原子(zǐ)濺射逸(yi)出，并在(zài)襯底基(ji)片上澱(diàn)積成膜(mo)，這一過(guò)程沒有(you)等離子(zǐ)👅體惡劣(lie)環境影(ying)響，*克服(fu)了高頻(pin)濺射技(ji)術制備(bèi)薄膜的(de)缺陷。值(zhí)☀️得指出(chu)的是，離(li)🌐子束濺(jiàn)射普遍(bian)認爲濺(jiàn)射出來(lái)🔞的是一(yī)個和幾(jǐ)🌈個原子(zǐ)。*，原子尺(chi)寸比分(fen)子尺寸(cun)小得多(duō)，形❗成薄(bao)膜時顆(kē)粒更小(xiao)，顆粒與(yǔ)顆粒之(zhi)間間隙(xì)小，能有(yǒu)效地減(jiǎn)少薄膜(mo)内的空(kōng)洞以及(jí)♌針孔缺(que)陷，提高(gāo)薄膜附(fu)着力和(hé)增強薄(bao)膜的彈(dan)性。

離子束(shù)濺射設(shè)備還有(you)兩個功(gōng)能是高(gao)頻濺射(shè)設備🌏所(suǒ)不具有(yǒu)的，，在薄(bao)膜澱積(ji)之前，可(kě)以使用(yòng)輔助離(lí)子源産(chan)生的✌️ Ar+離子(zi)束對基(ji)片原位(wei)清洗，使(shi)基片達(da)到原子(zi)級的清(qīng)潔度🏃‍♀️，有(yǒu)利💔于薄(bao)膜層間(jian)的原子(zǐ)結合；另(lìng)外，利用(yong)這個離(lí)子⭐束對(duì)正在澱(dian)積的薄(bao)膜進行(háng)轟擊，使(shǐ)薄膜内(nèi)的原子(zǐ)遷🧑🏽‍🤝‍🧑🏻移率(lǜ)增加，晶(jīng)核規則(zé)化📱；當用(yong)氧離子(zi)或氮離(li)🌈子轟擊(jī)正在生(sheng)長的薄(bao)膜時，它(ta)比用氣(qi)體分子(zǐ)更能有(you)效地形(xíng)成♻️化學(xue)計量比(bǐ)的氧化(hua)物、氮化(huà)物。第二(èr)，形成等(děng)離子體(ti)🙇‍♀️的工作(zuo)參數和(hé)薄膜加(jia)工的工(gōng)藝參數(shù)可以彼(bi)此㊙️獨立(lì)調整，不(bú)僅可以(yi)獲得設(she)備工作(zuo)狀态✉️的(de)調整和(hé)工藝的(de)質量控(kong)制，而且(qie)設備操(cāo)作簡單(dan)化，工藝(yì)容易❌掌(zhǎng)握。

離子束(shù)濺射技(jì)術和設(she)備的這(zhe)些優點(diǎn)，成爲國(guo)内外生(shēng)産濺🌐射(shè)薄膜壓(yā)力傳感(gan)器的主(zhǔ)導技術(shù)和設備(bèi)。這⛹🏻‍♀️種離(li)子束共(gong)濺射薄(bao)膜設備(bèi)除可用(yong)于制造(zào)高性能(neng)🔞薄膜壓(yā)力傳感(gǎn)器的各(gè)種薄膜(mo)外，還可(kě)用于制(zhì)備集😘成(chéng)電路中(zhong)的高溫(wen)合🌏金導(dao)體薄膜(mó)、貴重金(jīn)屬薄膜(mó)；用于制(zhì)備磁性(xìng)💋器件、磁(ci)光波導(dǎo)、磁存貯(zhu)器✉️等磁(ci)性薄膜(mó)；用于制(zhì)備高質(zhì)量的光(guang)學薄膜(mó)⭐，特别是(shi)激光高(gao)損傷阈(yù)值窗口(kou)薄膜、各(ge)種高反(fǎn)射率、高(gāo)透‼️射率(lǜ)薄膜等(děng)；用于制(zhì)備磁敏(mǐn)、力敏、溫(wēn)✔️敏、氣溫(wēn)、濕敏等(děng)薄膜傳(chuán)感器用(yòng)的納米(mi)和微米(mi)薄膜；用(yòng)于制備(bei)光電子(zi)器件和(he)金屬異(yi)質結結(jié)構器件(jiàn)⭐、太陽能(neng)🏃‍♀️電池、聲(shēng)表面波(bō)器件、高(gāo)溫㊙️超導(dao)器件等(deng)所使用(yòng)的薄膜(mo)🔅；用于制(zhi)備薄膜(mó)集成電(dian)路和 MEMS系統(tǒng)中的各(ge)種薄膜(mo)以及材(cai)料改性(xing)中的各(ge)種薄膜(mo)；用于制(zhì)備其🧡它(ta)高質量(liàng)的納米(mi)薄膜或(huò)微米薄(bao)膜等🤟。本(ben)文源自(zì) 迪(di)川儀表(biao) ，轉(zhuǎn)載請保(bǎo)留出處(chù)。