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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。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。

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。2、极限真空度高，可达7×10-5Pa，可保证更高的镀膜纯净度，提高镀膜质量。

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蒸发镀膜

一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来。厚度均匀性主要取决于：

1、基片材料与靶材的晶格匹配程度

2、基片表面温度

3、蒸发功率，速率

4. 真空度

5. 镀膜时间，厚度大小

组分均匀性：蒸发镀膜组分均匀性不是很容易保证，具体可以调控的因素同上，但是由于原理所限，对于非单一组分镀膜，蒸发镀膜的组分均匀性不好。

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对于真空镀膜机必须要掌握的名词

低温冷凝泵：它是利用低温表面来凝聚气体分子以实现抽气的一种泵，是目前获得极限真空1高，抽速1大的抽气泵。

冷凝泵的工作原理：主要是低温表面对气体的冷凝作用、冷捕作用及物理低温吸附作用。

低温冷凝：根据各种气体的特性，采用液氦或者制冷循环氦气来冷却。

冷捕集：就是不可凝气体被可凝气体捕集的现象，通常二氧化碳、水蒸气、氮气、压气等气体首先形成霜，于低温表面形成吸附层，进而达到吸附其它气体的目的，低温泵抽除混合气体的效果比抽除单一效果好就是这个原因。

低温吸附：指低温表面上的吸附剂吸附气体的作用，由于吸附剂与气体分子之间的相互作用很强，故可达到气相压强比冷凝表面温度下它的饱和蒸汽压还低的水平。吸附剂通常是活性炭。

冷凝泵的抽气速率及影响冷凝泵的抽气速率与冷凝表面的面积大小有关系，经数据显示，单位冷凝表面积下的抽气速率为11.6升/秒.平方厘米，冷凝泵可以抽到10-8帕；此外粘有活性炭的吸附表面的几何形状及位置、活性炭的颗粒结构、粘结材料及粘接工艺，对抽速也有很大的影响。其次关键在于制冷机的制冷量要足够大。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。

真空计：真空计是真空镀膜机器上的重要组成部分，它是检测镀膜机真空度的重要手段。

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真空镀膜机的详细结构

高真空镀膜机，镀膜机是目前制作真空条件应用为广泛的设备。其相关组成及各部件：机械泵、增压泵、油扩散泵、冷凝泵、真空测量系统.

一、真空主体——真空腔

根据加工产品要求的各异，真空腔的大小也不一样，目前应用的有直径1.3M、0.9M、1.5M、1.8M等，腔体由不锈钢材料制作，要求不生锈、坚实等，真空腔各部分有连接阀，用来连接各抽气泵浦。

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2.0*10-2PA左右的低真空状态，为扩散泵后继抽真空提供前提，之后当扩散泵抽真空腔的时候，机械泵又配合油扩散泵组成串联，以这样的方式完成抽气动作。

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。

机械泵：也叫前级泵，机械泵是应用广泛的一种低真空泵，它是用油来保持密封效果并依靠机械的方法不断的改变泵内吸气空腔的体积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空。

机械泵有很多种，常用的有滑阀式（此主要应用于大型设备）、活塞往复式、定片式和旋片式（此目前应用广泛，本文主要介绍）四种类型。

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