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1、镀铝机结构及功能原理镀铝机结构及功能原理蒋友华蒋友华一、镀铝机：一、镀铝机：是在真空条件下，利用电子束加热待蒸材料，使之气化蒸发后凝结在晶片表面上成膜的设备。其原理是：其原理是：由电子枪产生的电子束在电场的作用下获得功能打 在晶片上，当加速电压足够高时，所产生的热能使 膜材加热气化。根据电子束轨迹，电子枪可分为直射式或偏转式，偏转式电子枪又可分为环形、L型和E型，目前主要是E型电子枪。二、蒸发用电子枪工作原理：二、蒸发用电子枪工作原理：三、电子束的产生：三、电子束的产生：1.1.熱电子发生（熱电子发生（ther mionic assionther mionic assion）：）：当高熔点金属
2、被加热高温度时，其当高熔点金属被加热高温度时，其表面电子之动能大于束缚能而逸出。当表面电子之动能大于束缚能而逸出。当发射电流较大时，其电流密度受正负极发射电流较大时，其电流密度受正负极间的距离间的距离d d及电压及电压v v的控制而依循如下方的控制而依循如下方程式：程式：J JV V 3/23/2/d/d2 2其中其中是是常数等于常数等于2.335*102.335*10-6-6AMP/(AMP/(单位面积）。单位面积）。2 2）电子束的加速：）电子束的加速：由于电子带有电荷，所以可以施加由于电子带有电荷，所以可以施加电场加速，所以电子束拥有的功能为电场加速，所以电子束拥有的功能为1/2mev2
3、eV，me为电子质量，一般为电子质量，一般V为为5kv到到15kv，假设假设V为为10kv，则电子速度则电子速度可达可达6*104km/sec（6万公里万公里/秒），高速秒），高速电子撞击在膜材料上转换成热能，温度电子撞击在膜材料上转换成热能，温度可达几千度（总能量为可达几千度（总能量为wnev。n为电子为电子密度）而把膜材料蒸发成气体。密度）而把膜材料蒸发成气体。优点：优点：1是正离子的偏转方向与电子偏转方向相反，因此可避免直射枪中正离子对铝层的污染。2电子束加速后可直接打在膜材料上，使之蒸发，但如此蒸发原子和分子会污染电子源，因此通常将电子源在装膜材料之枪座底下而利用强力磁场将电子束变成2
4、7003因为电子束直接加热在膜材料上，且一般装膜材料坩锅之枪底部都有水冷却，因此比起熱电阻加热法，污染较少，膜品质较高。4电子束蒸发可获得极大的功率密度，又因为电子束可加速到很高的能量，一些膜性较好，熔点较高的膜材（金、镍等）都可以蒸发。5坩锅可做几个小的，挑成一圈，盛放不同膜材，要镀式就转到电子束打击位置，因此可镀多层膜。缺点：缺点：1若电子束及电子流控制不当，会引起材料分解或游离，引起正电子散射或电荷累积放电。2对不同材料所需之电子束的大小及扫描方式不同，因此镀膜过程中，使用不同镀膜材料时，须不时调换 位置及扫描方式。对于易升华的材料或稍融解即会蒸发之材料（如SiO2），其蒸发速率及蒸发分
5、布不稳定，对于膜厚均匀性有影响。设备复杂，价格昂贵。四、镀铝机结构：四、镀铝机结构：镀铝机一般有三大部分组成1 1真空系统真空系统2 2蒸发系统蒸发系统3 3高压发生装置高压发生装置镀铝机结构：镀铝机结构：1.1.真空系统：真空系统：1.1机械泵：机械泵：在大气压下开始工作，极限真空可达10-3Torr以上，主要是以油旋转机械泵为主，是真空气相镀装置中应用最广泛的基本设备之一。1.2油扩散泵：油扩散泵：需要前置真空，它一般不能自己工作，需要低真空，真空度一般可达10-6Torr。1.3冷泵：冷泵：也是超真空泵，可以获得10-8Torr以上的真空度。在在真空系统中名词定义：真空系统中名词定义：极
6、限真空极限真空（极限压强）：（极限压强）：指在给定的条件下，经充分抽气后真空泵所能达到的最低压强（最高真空度）。抽气速率：抽气速率：指在给定的条件下（如压强、温度）在单位时间内，真空泵从被抽容器中抽除的气体体积。2.2.蒸发系统：蒸发系统：包括真空罩，晶片，被蒸发材料，烘烤加热装置，行星盘旋转驱动装置，膜厚监控装置等。3.3.高压发生装置：高压发生装置：主要包括高压变压器，大功率电子管，控制电路，高压调整电路，灯丝电流控制回路等电路组成。四、镀铝机使用注意事项：四、镀铝机使用注意事项：1 1加热器和晶片的清洁加热器和晶片的清洁2 2真空室应做定期维护清洁，包括电子枪，真空室应做定期维护清洁，包括电子枪，钟罩，行星盘（制定周期）钟罩，行星盘（制定周期）3 3真空泵维护，包括换油，检查抽真空快真空泵维护，包括换油，检查抽真空快慢，并列出记录（执行）慢，并列出记录（执行）4 4真空泵排气管打弯部分改直真空泵排气管打弯部分改直5 5需要借用真空泵需要借用真空泵