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

濺射(she)壓力傳(chuán)感器的(de)核心部(bu)件是其(qí)敏感芯(xīn)體（也稱(cheng)敏感芯(xin)片）， 納米薄(báo)膜壓力(lì)傳感器(qi) 大(dà)規模生(sheng)産首要(yào)解決敏(min)感芯片(pian)的規模(mó)化生産(chǎn)。一個典(diǎn)🈲型的敏(mǐn)感芯片(piàn)是在金(jīn)屬彈性(xing)體上濺(jiàn)射澱積(jī)四層或(huo)五層的(de)薄膜。其(qí)中，關鍵(jiàn)的是與(yu)彈性體(ti)金屬起(qi)隔離的(de)介質絕(jué)緣膜✊和(he)在絕緣(yuan)膜上的(de)起應變(biàn)作⛷️用的(de)功能材(cai)料薄膜(mó)。

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

應變(bian)薄膜一(yī)般是由(yóu)二元以(yǐ)上的多(duo)元素組(zu)成，要求(qiu)元素之(zhi)間🤟的化(huà)學計量(liang)比基本(běn)上與體(ti)材相同(tóng)；它的熱(re)膨脹系(xì)數與介(jie)質絕緣(yuan)膜的熱(re)膨脹系(xì)數基本(ben)一☁️緻；薄(báo)膜的厚(hou)度應該(gāi)在保證(zheng)穩定的(de)連續薄(bao)膜的平(ping)均厚度(dù)的🐪前提(ti)下，越薄(bao)越好，使(shi)🌐得阻值(zhi)高、功耗(hào)小、減少(shao)自身發(fa)熱引起(qi)電阻的(de)☎️不穩定(ding)性；應變(bian)電阻阻(zǔ)值🔆應在(zai)很寬的(de)溫度範(fan)圍内穩(wěn)定，對于(yú)傳感器(qì)穩定性(xing)爲 0.1%FS時，電阻(zǔ)變化量(liàng)應小于(yú) 0.05%。　

*，制備(bei)非常緻(zhi)密、粘附(fu)牢、無針(zhen)孔缺陷(xian)、内應力(lì)小、無雜(zá)🛀質污染(ran)、具有🈲一(yi)定彈性(xìng)和符合(he)化學計(ji)量比的(de)高質量(liang)薄膜涉(she)及薄膜(mo)工藝中(zhōng)的諸多(duo)因素：包(bao)括澱積(ji)材料的(de)粒子大(da)小🔴、所帶(dài)能量、粒(lì)子到達(dá)襯底基(jī)片之前(qian)的空間(jian)環境，基(jī)片的⛱️表(biǎo)面狀況(kuang)、基片溫(wēn)度、粒子(zǐ)的吸附(fù)、晶核生(sheng)長🛀過程(cheng)、成膜速(sù)率等等(děng)。根據薄(báo)膜澱積(jī)理🛀論模(mó)型可知(zhi)，關鍵是(shi)生長層(céng)或⭐初期(qī)幾層的(de)薄🚩膜質(zhì)量。如果(guo)粒子尺(chǐ)寸大，所(suo)帶的能(neng)量小，沉(chén)澱速率(lü)快，所澱(diàn)積的薄(bao)膜如果(guo)再❄️附加(jiā)惡劣環(huán)境的🏒影(yǐng)響，例如(rú)薄膜吸(xi)附的氣(qì)體在釋(shi)放後形(xing)成空洞(dong)，雜質污(wū)染影響(xiang)元素間(jian)的化學(xue)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(bao)告》中指(zhǐ)出，在高(gāo)頻濺射(she)中🆚，被濺(jian)射💁材料(liao)以分子(zǐ)尺寸大(dà)小的粒(li)子帶有(you)一定能(neng)量連續(xù)不🌈斷的(de)穿過等(deng)離子體(tǐ)後在基(jī)片上澱(diàn)積薄膜(mo)，這樣，膜(mó)質比熱(re)蒸發澱(diàn)積薄膜(mó)緻密、附(fu)着力好(hao)。但是濺(jiàn)射粒💞子(zǐ)穿過等(děng)離子體(ti)區域時(shí)，吸附等(deng)離子體(tǐ)中的氣(qi)體，澱積(jī)的薄膜(mo)受🤞到等(deng)離子體(tǐ)内雜質(zhì)污染和(hé)高溫不(bú)穩定的(de)熱動态(tài)影響，使(shǐ)薄膜産(chan)生更多(duō)的💘缺陷(xiàn)，降低了(le)絕緣膜(mó)的強度(du)，成品率(lǜ)低。這些(xiē)成爲高(gāo)頻濺射(shè)設備的(de)技術用(yòng)于批量(liang)生産濺(jian)射🐉薄膜(mo)壓力✍️傳(chuán)感器的(de)主要限(xiàn)制。

日本真(zhen)空薄膜(mo)專家高(gao)木俊宜(yí)教授通(tong)過實驗(yàn)證明，在(zai) 10-7Torr高(gao)真空下(xià)，在幾十(shí)秒内殘(can)餘氣體(ti)原子足(zú)以形成(chéng)分子層(ceng)附✉️着💃🏻在(zài)工件表(biao)面上而(er)污染工(gōng)件，使薄(bao)膜質量(liàng)受到影(yǐng)響。可見(jian)，真空度(dù)越高，薄(báo)膜質量(liang)越有保(bǎo)障。

此外，還(hái)有幾個(ge)因素也(ye)是值得(de)考慮的(de)：等離子(zi)體内的(de)高溫，使(shǐ)抗♊蝕劑(ji)掩膜圖(tú)形的光(guang)刻膠軟(ruǎn)化，甚至(zhi)碳化。高(gāo)♍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(chǎn)生濺射(she)粒子的(de)工藝參(can)🚶數的一(yī)部分，因(yin)此設備(bei)的工作(zuò)參數和(he)工藝參(cān)數互相(xiàng)制約，不(bú)能♻️單獨(dú)各自調(diào)💋整，工藝(yi)掌握困(kun)難，制作(zuò)和操作(zuo)過程複(fu)👉雜。

對于離(lí)子束濺(jiàn)射技術(shù)和設備(bei)而言，離(lí)子束是(shì)從離🔞子(zi)源等離(lí)❤️子體中(zhong)，通過離(lí)子光學(xue)系統引(yin)出離子(zǐ)形成的(de)，靶和🐉基(ji)片置放(fàng)在遠離(lí)等離子(zǐ)體的高(gao)真空環(huán)境内，離(lí)子束轟(hong)擊靶，靶(ba)材原子(zi)濺射逸(yì)出，并在(zài)襯底基(jī)片上澱(diàn)積成膜(mó)，這一過(guò)程沒👌有(yǒu)等離子(zi)體惡劣(lie)環境影(ying)響，*克服(fu)了高頻(pín)濺射🔴技(ji)術制備(bèi)薄膜的(de)缺陷。值(zhi)🐅得指出(chu)的是，離(li)子束濺(jian)射普遍(biàn)認爲濺(jian)射出來(lai)的是🥵一(yi)個和幾(ji)個原子(zi)。*，原子尺(chi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻寸比分(fèn)子尺寸(cun)小得多(duo)，形成薄(bao)膜時顆(ke)粒更小(xiao)，顆粒與(yu)顆粒之(zhi)間間隙(xi)小，能有(you)效地減(jiǎn)少薄膜(mó)内的空(kong)洞以及(jí)針孔缺(quē)陷，提高(gāo)薄膜附(fù)着力和(hé)增強薄(bao)膜的彈(dàn)性。

離子束(shù)濺射設(she)備還有(yǒu)兩個功(gōng)能是高(gāo)頻濺射(shè)設備所(suǒ)不具有(you)的，，在薄(bao)膜澱積(jī)之前，可(kě)以使用(yòng)輔助離(li)子源産(chan)🈲生的 Ar+離子(zǐ)束對基(jī)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(zi)結合；另(lìng)外，利用(yong)這個離(lí)子束對(dui)正在⛷️澱(diàn)積的薄(báo)膜進行(háng)轟擊，使(shǐ)薄膜内(nei)的✍️原子(zi)遷移率(lǜ)增加，晶(jīng)核規則(ze)化；當用(yong)氧離子(zi)或氮離(li)子轟擊(jī)正在生(sheng)長的薄(báo)膜時，它(tā)比用氣(qì)體💔分子(zǐ)更能有(you)效地形(xing)成化學(xué)計量比(bi)的氧化(hua)物、氮化(hua)物。第二(èr)，形⁉️成等(děng)離子體(ti)的工作(zuo)參數和(he)薄膜加(jiā)工的工(gōng)藝參數(shu)👈可以彼(bǐ)此獨立(li)調整，不(bú)僅🌈可以(yǐ)獲得設(shè)備工作(zuò)狀态的(de)調整和(he)工藝的(de)質量控(kòng)制，而且(qie)設備操(cāo)作簡單(dān)化，工藝(yi)容易掌(zhang)握。

離子束(shu)濺射技(ji)術和設(she)備的這(zhe)些優點(dian)，成爲國(guó)内外生(shēng)産⭕濺射(she)薄💔膜壓(yā)力傳感(gan)器的主(zhǔ)導技術(shù)和設備(bei)。這😘種離(li)子束🌏共(gong)濺☎️射薄(báo)膜設備(bèi)除可用(yong)于制造(zao)高性能(neng)薄膜壓(yā)力傳感(gǎn)器的各(gè)🐉種薄膜(mo)外，還可(ke)用于制(zhi)備集成(chéng)電路中(zhōng)的高溫(wēn)合金導(dao)體薄膜(mó)、貴重金(jin)屬薄膜(mo)；用于制(zhi)備磁性(xing)器件、磁(cí)光波導(dǎo)、磁存貯(zhu)器等磁(ci)性薄膜(mó)；用于制(zhi)備高質(zhì)量的光(guang)學薄膜(mó)，特别是(shi)激光高(gao)損傷♊阈(yu)值窗口(kou)薄膜、各(gè)♋種高反(fan)射率、高(gāo)透射率(lǜ)薄膜等(děng)；用于制(zhi)備磁敏(min)、力敏、溫(wēn)敏、氣溫(wēn)、濕敏等(deng)薄膜🆚傳(chuan)感器用(yong)🏃‍♀️的納米(mǐ)和微米(mi)薄膜；用(yòng)于制備(bèi)光電子(zǐ)器件和(he)金屬異(yì)質結結(jié)構器件(jian)、太陽能(néng)電池、聲(shēng)表面波(bō)器件、高(gāo)溫超導(dǎo)器件等(děng)🌈所使用(yong)的薄膜(mo)㊙️；用于制(zhi)備薄膜(mo)集成電(dian)🥰路和 MEMS系統(tǒng)中的各(gè)種薄膜(mo)以及材(cai)料改性(xìng)中的各(ge)種薄膜(mó)；用于制(zhì)備其⭐它(ta)高質量(liàng)的納米(mǐ)薄膜或(huo)微米薄(báo)膜等。本(běn)文源自(zì) 迪(dí)川儀表(biǎo) ，轉(zhuan)載請保(bǎo)留出處(chù)。