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薄膜均匀性概念

1.厚度上的均匀性，也可以理解为粗糙度，在光学薄膜的尺度上看（也就是1/10波长作为单位，约为100A），真空镀膜的均匀性已经相当好，可以轻松将粗糙度控制在可见光波长的1/10范围内，也就是说对于薄膜的光学特性来说，真空镀膜没有任何障碍。 但是如果是指原子层尺度上的均匀度，也就是说要实现10A甚至1A的表面平整，具体控制因素下面会根据不同镀膜给出详细解释。从膜系附着方式可以分为直接镀膜式、间接镀膜式或间接镀膜剪贴式。

2.化学组分上的均匀性： 就是说在薄膜中，化合物的原子组分会由于尺度过小而很容易的产生不均匀特性，SiTiO3薄膜，如果镀膜过程不科学，那么实际表面的组分并不是SiTiO3，而可能是其他的比例，镀的膜并非是想要的膜的化学成分，这也是真空镀膜的技术含量所在。 具体因素也在下面给出。真空镀膜机真空镀膜机主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。

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油扩散泵在真空镀膜机中的作用

油扩散泵：机械泵的极限真空只有10-2帕，当达到10-1帕的时候，实际抽速只有理论的1/10，如果要获得高真空的话，必须采用油扩散泵。

油扩散泵的应用压强范围是10-1帕-10-7帕，它是利用气体的扩散现象来排气的，它具有结构简单，操作方便，抽速大等特点。油扩散泵主要由泵壳、喷嘴、导流管和加热器组成，里面主要添加扩散泵油（日本的型号是D-704#），根据喷嘴的多少可以分为单级泵和多级泵。二、辅助抽气系统此排气系统采用“扩散泵+机械泵＋罗茨泵＋低温冷阱＋polycold”组成排气流程为：机械泵先将真空腔抽至小于2。

扩散泵底部内储存有扩散泵油，上部为进气口，右侧旁下部为出气口，在工作时出气口由机械泵提供前置压强，机械泵充当前置泵。

当扩散泵的油被电炉加热时，产生的油蒸汽提供前置压强，机械泵充当前置泵。当扩散泵油被电炉加热时，产生的油蒸汽沿着导流管经伞形喷嘴向下喷出。因喷嘴外面有机械泵提供的1-10-1帕的真空，故油蒸汽可喷出一段距离，构成一个向出气口方向运动的射流。射流后碰上由冷却水冷却的泵壁，凝结为液体，流回蒸发器，即靠油的蒸发——喷射——凝结，重复循环来实现抽气的。排气系统为镀膜机真空系统的重要部分，主要有由机械泵、增压泵（主要介绍罗茨泵）、油扩散泵三大部分组成。

由进气口进入泵内的气体分子，一旦落入蒸汽流中，便获得向下运动的动量，向下飞去，由于射流具有高的流速（约200米/秒），高的蒸汽密度，且扩散泵油具有高的分子量（300-500）故能有效的带走气体分子，因此在射流的界面内，气体分子不可能长期滞留，且在射流界面的两边，被抽气体有很大的浓度差，正是因为这个浓度差被抽气体能不断的越过界面，扩散进入射流中，被带往出口处，在出口处再由机械泵抽走。真空镀膜机的真空室设计方法真空镀膜技术是在真空条件下采用物理或者化学方法，使物体表面获取所需膜体，真空镀膜技术根据其采用方法的不同科分成蒸发镀、溅射镀、离子镀、束流沉积以及分子束外延等，这次分析的镀膜设备采用的是磁控溅射镀膜。

扩散泵的油蒸汽压是决定泵的极限真空的重要因素，因此尽量选用饱和蒸汽压低的泵油，其化学特性要好。

由于油扩散泵是无法杜绝有返油的几率，那么没有办法保证精密产品的100％纯净，特别是半导体行业，所以就有“高真空冷凝泵＋低真空机械泵”所组成的无油真空系统，冷凝泵组成的排气系统不仅排气效率极高，而且有效保证真空腔的清洁，保证产品的质量（避免产品被污染、增强膜层与基板之间的附着力），但是其维护成本非常的高，造价昂贵，所以普及率没有油扩散泵广泛。如果环境不允许有污染，可以选无油真空泵，或者把油蒸气排到室外。

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真空镀膜技术的应用领域

在平板显示器中

所有各类平板显示器都要用到各种类型的薄膜，而且，几乎所有类型的平板显示器件都需要使用ITO膜，以满足透明电器的要求。可以毫不夸张的说，没有薄膜技术，就没有平板显示器件。

在太阳能利用方面

当需要有效地利用太阳热能时，就要考虑采用对太阳光线吸收较多、而对热辐射等所引起的损耗较小的吸收面。太阳光谱的峰值大约在波长为2-20μm之间的红外波段。由于太阳辐射与热辐射光谱在波段上有差异，因此，为了有效地利用太阳热能，就必须考虑采用具有波长选择特性的吸收面。第四，断定检查仪器的1小可检漏率和检漏灵敏性，以1大规模的检查出漏气状况，防止一些漏孔被疏忽，进步检漏的准确性。

理想的选择吸收面，是太阳辐射光谱的波段（可见光波段）吸收率（α）为1，在热辐射波段（红外波段）辐射率（ε）为0。

在防伪技术中

防伪膜种类很多，从使用方法可分为反射式和透射式；从膜系附着方式可以分为直接镀膜式、间接镀膜式或间接镀膜剪贴式。

在飞机防护涂层方面

飞机的钛合金紧固件，原来采用电镀方法镀镉。但在镀镉中含有氢，所以在飞行过程中，受到大气、海水的腐蚀，镀层上容易产生“镉脆”，甚至引起“空难”。

1964年，采用离子镀方法在钛合金紧固件上镀铝，解决了飞机零件的“镉脆”问题。在离子镀技术中，由于给工件施加负偏压，可以形成“伪扩散层”、细化膜层组织，因此，可以显著提高膜层的耐腐蚀性能。

在光学仪器中

人们熟悉的光学仪器有望远镜、显微镜、照相机、测距仪，以及日常生活用品中的镜子、眼镜、放大镜等，它们都离不开镀膜技术，镀制的薄膜有反射膜、增透膜和吸收膜等几种。

在信息存储领域中

薄膜材料作为信息记录于存储介质，有其得天独厚的优势：

由于薄膜很薄，可以忽略涡流损耗；磁化反转极为迅速；与膜面平行的双稳态状态容易保持等。

为了更精密地记录与存储信息，必然要采用镀膜技术。

在传感器方面

在传感器中，多采用那些电气性质相对于物理量、化学量及其变化来说，极为敏感的半导体材料。此外，其中，大多数利用的是半导体的表面、界面的性质，需要尽量增大其面积，且能工业化、低价格制作，因此，采用薄膜的情况很多。

在集成电路制造中

晶体管路中的保护层（SiO2、Si3N4）、电极管线等，多是采用CVD技术、PVCD技术、真空蒸发金属技术、磁控溅射技术和射频溅射技术。可见，气相沉积是制备集成电路的核心技术之一。

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