用(yong)于濺射(shè) DFL-800壓(yā)力傳感(gǎn)器制造(zào)的離子(zi)束濺射(she)設備

濺射(shè)壓力傳(chuan)感器的(de)核心部(bu)件是其(qi)敏感芯(xin)體（也稱(cheng)敏感芯(xīn)片）， 納米薄(báo)膜壓力(lì)傳感器(qì) 大(da)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(min)🔴感芯片(piàn)是在金(jin)屬彈性(xing)體上濺(jian)射澱積(ji)四層或(huò)五層的(de)薄膜。其(qí)中📱，關鍵(jian)的是與(yu)彈性體(tǐ)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(mó)。

對(duì)介質絕(jue)緣膜的(de)主要技(jì)術要求(qiú)：它的熱(rè)膨脹系(xì)數🤞與金(jin)屬彈性(xìng)體的熱(rè)膨脹系(xì)數基本(ben)一緻，另(lìng)外，介質(zhì)膜的絕(jue)緣常數(shu)要高，這(zhe)樣較薄(báo)的薄膜(mo)會有較(jiào)高的絕(jue)緣電阻(zǔ)值。在表(biao)面粗糙(cao)度優🏒于(yu) 0.1μ m的金(jin)屬彈性(xìng)體表面(mian)上澱積(ji)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(dà) 2500με微(wei)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(nèi)循環 5000次，在(zài)量程範(fàn)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(bian)薄膜一(yī)般是由(yóu)二元以(yǐ)上的多(duō)元素組(zu)成，要求(qiú)元素之(zhī)間的化(hua)學計量(liàng)比基本(běn)上與體(ti)材相同(tong)；它的熱(rè)膨脹系(xì)🌈數與🐕介(jie)質絕緣(yuán)膜的熱(re)膨脹系(xì)數基本(ben)一緻；薄(bao)膜㊙️的厚(hòu)度應該(gāi)在保證(zhèng)穩定的(de)連續薄(bao)膜的平(píng)均厚度(du)的前提(tí)下，越薄(bao)越好，使(shi)得阻值(zhí)高、功耗(hao)小、減少(shao)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(fàn)圍内穩(wen)定💘，對于(yú)傳感器(qì)穩定性(xìng)爲 0.1%FS時，電阻(zu)變化量(liàng)應小于(yú) 0.05%。　

*，制備(bèi)非常緻(zhi)密、粘附(fù)牢、無針(zhen)孔缺陷(xiàn)、内應力(lì)小、無雜(zá)🏃質污染(rǎn)💁、具📐有😍一(yi)定彈性(xìng)和符合(he)化學計(ji)量比的(de)高質✊量(liàng)薄膜涉(she)☎️及薄膜(mo)工💜藝中(zhōng)的諸多(duō)因素：包(bāo)括澱積(ji)材料的(de)粒子大(da)小💃、所帶(dài)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(biǎo)面狀況(kuang)、基片溫(wēn)度、粒子(zǐ)的吸㊙️附(fu)、晶核生(shēng)長🎯過程(chéng)、成膜速(sù)率等等(deng)。根據薄(bao)膜澱積(jī)理論模(mó)型可知(zhi)，關♻️鍵是(shì)生長層(ceng)或🐉初期(qi)幾層的(de)薄膜質(zhi)量。如果(guo)粒❓子尺(chǐ)寸🌂大，所(suo)帶🏃‍♂️的能(néng)量小，沉(chén)澱速率(lǜ)快，所澱(dian)積的薄(báo)膜如果(guǒ)再附加(jiā)惡劣環(huan)境的影(ying)♍響，例如(rú)薄膜吸(xi)附的氣(qi)體在釋(shì)放後形(xing)成空洞(dong)，雜質污(wū)染影響(xiang)✔️元素間(jian)的化學(xué)計量比(bi)，這些都(dou)會降低(di)薄膜的(de)機械、電(diàn)和溫度(du)特性。

美國(guo) NASA《薄(báo)膜壓力(lì)傳感器(qi)研究報(bao)告》中指(zhǐ)出，在高(gao)頻濺射(she)中，被濺(jian)射♻️材料(liào)以分子(zǐ)尺寸大(da)小的粒(li)子帶有(yǒu)一定能(néng)量連♈續(xù)不♈斷的(de)穿過等(děng)離👣子體(tǐ)後在基(jī)片上澱(diàn)積薄膜(mo)，這樣，膜(mo)質比熱(rè)蒸發澱(dian)積薄膜(mo)緻密、附(fu)着力好(hǎo)。但是濺(jiàn)射粒🧑🏽‍🤝‍🧑🏻子(zi)穿過等(děng)☀️離子體(ti)區🐅域時(shi)，吸附等(děng)離子體(ti)中的氣(qì)體，澱🧑🏾‍🤝‍🧑🏼積(ji)的薄膜(mó)受到等(děng)離子體(ti)内雜質(zhì)污染🏒和(hé)高溫不(bú)穩定的(de)熱動态(tai)影響，使(shǐ)薄膜産(chǎn)生更多(duo)的缺陷(xian)，降低了(le)絕緣🌈膜(mó)的強度(du)，成品率(lü)低。這些(xiē)成爲高(gāo)❗頻濺射(shè)設備的(de)技術用(yong)于批量(liang)生産濺(jian)射薄膜(mó)壓力💜傳(chuán)感器的(de)主要限(xian)制。

日本真(zhēn)空薄膜(mó)專家高(gāo)木俊宜(yi)教授通(tong)過實驗(yàn)證明，在(zai) 10-7Torr高(gāo)真空下(xià)，在幾十(shí)秒内殘(cán)餘氣體(ti)原子足(zú)以形成(cheng)分子🧡層(céng)附着在(zài)工件表(biǎo)面上而(ér)污染工(gōng)件，使薄(báo)膜質量(liang)受到影(yǐng)響🍓。可見(jian)，真空度(du)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(dé)考慮的(de)：等離子(zǐ)體内🌈的(de)高溫，使(shi)🈲抗蝕劑(jì)掩膜圖(tú)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(chǎn)生濺射(shè)粒子的(de)工藝參(cān)數的一(yī)部分，因(yīn)此設備(bèi)的工作(zuo)參數和(he)工藝參(cān)數互相(xiàng)制約，不(bu)能♉單獨(du)各自調(diào)整，工藝(yi)掌握困(kun)難，制作(zuo)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(shi)從離子(zi)源等離(lí)子體中(zhōng)，通過離(lí)子光學(xue)系統引(yin)出離子(zǐ)形成的(de)🐇，靶和基(jī)片置放(fang)在遠離(lí)等離子(zi)體的高(gao)真空環(huan)境内，離(lí)子束轟(hōng)擊靶，靶(ba)🙇‍♀️材原子(zi)濺射逸(yi)出，并在(zai)襯底基(jī)片上澱(diàn)積成膜(mo)，這一過(guò)程沒有(yǒu)等離子(zǐ)體惡劣(lie)環境影(ying)響，*克服(fú)🌂了高頻(pin)濺射技(ji)術制備(bei)薄膜的(de)缺陷。值(zhí)得指出(chū)的是，離(lí)子束濺(jian)射普遍(bian)認爲濺(jian)射出來(lai)的是🐪一(yī)個和幾(jǐ)個原子(zi)。*，原子尺(chi)寸比分(fèn)子⚽尺寸(cùn)小得多(duō)，形成薄(báo)膜時顆(kē)粒更小(xiǎo)，顆粒與(yu)顆粒之(zhī)間間隙(xì)小，能有(you)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(fù)着力和(hé)增強薄(báo)膜的彈(dàn)性。

離子束(shu)濺射設(shè)備還有(yǒu)兩個功(gōng)能是高(gao)頻濺射(she)設備所(suǒ)不具有(you)💚的，，在薄(báo)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(zi)束對基(ji)片原位(wei)清洗，使(shǐ)基片達(da)到原子(zi)級的清(qīng)潔度，有(you)利🔱于薄(báo)膜層間(jian)的原子(zǐ)結合；另(lìng)外，利用(yòng)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(nei)的🐅原子(zǐ)遷移率(lü)增加，晶(jing)核規則(zé)化⛷️；當用(yòng)氧離子(zi)或氮離(li)子轟擊(ji)正在生(shēng)長的薄(bao)膜時，它(tā)比用氣(qì)體分子(zǐ)更能有(yǒu)效地形(xíng)成化學(xue)計量比(bǐ)的氧化(huà)物、氮化(hua)物。第二(èr)，形成等(deng)離子體(tǐ)的工作(zuo)參數和(he)薄膜加(jia)工的工(gōng)藝🧑🏾‍🤝‍🧑🏼參數(shu)可以彼(bi)此獨立(lì)調整，不(bú)僅可以(yǐ)獲得設(shè)備工作(zuo)狀态的(de)調整和(he)工藝的(de)質量控(kong)制，而且(qiě)設備操(cāo)作簡單(dan)化，工藝(yi)容易掌(zhang)握。

離子束(shu)濺射技(jì)術和設(she)備的這(zhe)些優點(diǎn)，成爲國(guó)内外生(sheng)♍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(gòng)濺🙇‍♀️射薄(bao)膜設備(bei)除可用(yong)于制造(zào)高性能(neng)薄膜壓(ya)力傳感(gan)器的各(ge)✍️種薄膜(mó)外，還可(ke)🌏用于制(zhì)備集成(chéng)電路中(zhōng)的高溫(wēn)合金導(dǎo)體薄膜(mo)、貴重金(jin)屬薄膜(mo)；用于制(zhi)備磁性(xing)器件、磁(cí)光波🌍導(dao)、磁存貯(zhu)器🛀🏻等磁(ci)性薄膜(mo)🌈；用于制(zhì)備高質(zhi)量的光(guāng)學薄膜(mó)，特别是(shì)激光高(gao)損傷阈(yu)值窗口(kǒu)🍉薄膜、各(ge)種高反(fǎn)🍓射率、高(gao)透射率(lǜ)薄膜等(deng)；用🏃🏻‍♂️于制(zhì)備磁敏(min)、力敏、溫(wen)敏、氣溫(wen)、濕敏等(deng)薄膜傳(chuan)感器用(yòng)😍的納米(mi)和微米(mi)薄膜；用(yong)于制備(bei)光電子(zǐ)器件和(he)金屬異(yì)質結結(jie)構器件(jian)、太陽能(néng)💜電池、聲(shēng)表面波(bo)器件、高(gao)溫超導(dao)器件等(deng)所使用(yong)的薄膜(mó)；用于制(zhi)備薄膜(mo)集成電(dian)路和👅 MEMS系統(tong)中的各(ge)種薄膜(mo)以及材(cai)料改性(xìng)中的各(ge)種薄膜(mo)；用于制(zhi)備其🥰它(ta)高質量(liang)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(biao) ，轉(zhuǎn)載請保(bǎo)留出處(chu)。