一、 设备名称：高真空多靶磁控溅射镀膜设备
规格型号：沈阳奇汇真空技术有限公司，QHV-C77
二、各项具体技术参数：
该设备为双室超高真空磁控溅射设备，由进样室和溅射室组成。用于镀制各种单层膜、多层膜系，可实现单靶直溅、双靶共溅、三靶共溅。同时可以实现反应磁控溅射，制备氮化物、氧化物等，可镀金属、合金、化合物、半导体、介质复合膜和其他化学反应膜。通过PLC实现工艺控制。
溅射室极限真空度：24小时内可达1×10-6Pa；
装片室极限真空：24小时内科大1×10-4Pa；
溅射室从大气开始抽气：40分钟内能达到6×10-4Pa；
总体设备漏率：关机停泵12小时后，真空度优于10Pa；
靶到基片的可调间距：40~80mm；
基片加热器加热温度：500℃，控温精度±1℃；
三、工作原理：
磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100～1000Gauss强力磁铁，真空室充入011～10Pa压力的惰性气体(Ar)，作为气体放电的载体。在高压作用下Ar原子电离成为Ar+离子和电子，电子在加速飞向基片的过程中，受到垂直于电场的磁场影响，使电子产生偏转，被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，电子以摆线的方式沿着靶表面前进，在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞，电离出大量的Ar+离子，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚，最终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。而Ar+离子在高压电场加速作用下，与靶材的撞击并释放出能量，导致靶材表面的原子吸收Ar+离子的动能而脱离原晶格束缚，呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片，并在基片上沉积形成薄膜。
图1 溅射基本原理图
图2 直流磁控溅射原理图
直流磁控溅射的特点是提供一个额外的电子源，而不是从靶阴极获得电子。实现低压溅射（压强小于0.1帕）。缺点是难以在大块扁平材料中均匀溅射，而且放电过程难以控制，进而工艺重复性差。
射频磁控溅射的特点是射频方法可以被用来产生溅射效应的原因是它可以在靶材上产生自偏压效应。在射频溅射装置中，击穿电压和放电电压显著降低。不必再要求靶材一定要是导电体。
四、应用领域
1、材料科学与工程：
在材料科学与工程领域，包括半导体材料、薄膜材料、金属材料、非金属材料、纳米材料、新能源材料及器件等领域中有广泛应用。用于镀制各种单层膜、多层膜系，可实现单靶直溅、双靶共溅、三靶共溅。同时可以实现反应磁控溅射，制备氮化物、氧化物等，可镀金属、合金、化合物、半导体、介质复合膜和其他化学反应膜。
2、微电子领域：
可作为非热镀膜技术，主要用于化学气相沉积（CVD）。
3、机械工业领域：
如表面功能膜、超硬膜、自润滑膜等。这些膜能有效提高表面硬度、复合韧性、耐磨性和高温化学稳定性，从而大大提高产品的使用寿命。
4、光领域：
闭场非平衡磁控溅射技术也已应用于光学薄膜（如增透膜）、低辐射玻璃和透明导电玻璃。特别是，透明导电玻璃广泛应用于平板显示器件、太阳能电池、微波和射频屏蔽器件和器件、传感器等。
五、可开展实验项目
1、磁控溅射法制备ITO薄膜及其性能表征实验
2、电子束和蒸镀制备过渡金属氧化物薄膜及其表征
3、透明导电薄膜的制备及性能测试
4、铜铟硫薄膜太阳能电池的制备及其性能测试
六、可培训技能
1、直流磁控溅射制备薄膜
2、射频磁控溅射制备薄膜
七、具体操作规程
(1) 开启“总电源”(气泵、水箱与其连接，故只需开启总电源开关)；
(2) 点击“进气阀控区”里N2气体阀（显示“绿色”表示开启，“灰色”表示关闭），使腔体压力与大气压平衡；
(3) 打开腔体，安装靶材【1号（左）是射频靶；2号（右）是直流靶】；
(4) 关闭腔体门；
(5) 开启“流量显示仪”电源；
(6) 开启“复合真空计”电源；
(7) 点击“自动抽气”按钮 { (1) 开启“机械泵”→ (2) 开启“预抽阀”(待真空测量控制仪G1处的示数< 5 Pa) → (3) 关闭“预抽阀”→ (4) 开启“前级阀” → (5) 开启“分子泵” → (6) 开启“插板阀”} ；
(8) 待复合真空计电离单元的示数 < 5×10-4 Pa；
(9) 开启并启动“基片加热电源”，设定加热温度(若不需要，无需开启)；
(10) 待基片温度达到设定值；
(11) 关闭“真空复合计 ”
(12) 定位“插板阀”位置(插板阀开度为25%左右)；
(13) 打开气瓶；
(14) 开启MFC至“阀控”档，调节工作气氛(MFC1为氩气，最大可调至100 sccm；MFC2为氢气，最大可调至50 sccm；MFC3为氧气，最大可调至10 sccm)；
(15) 点击“进气阀控菜单”里对应的气体阀（Ar-1对应射频靶，Ar-2对应直流靶；显示“绿色”表示开启，“灰色”表示关闭）；
(16) 点击“电动插板阀”菜单下的“点动开和点动关”缓慢调节工作压力（磁控室薄膜规的示数）至实验所需值；
(17) 点击“样品升降”菜单中的“点动开和点动关”调节样品高度；
(18) 设置样品旋转速度，并开启样品转动；
(19) 打开靶挡板（1#靶挡板对应射频靶，2#靶挡板对应直流靶；显示“绿色”表示开启，“灰色”表示关闭）；
(20) 开启电源（直流电源或射频电源），调节功率至实验所需值，然后点击“on”按钮，待功率达到设定值；
(21) 设置基片挡板计时时间，打开基片挡板；
(22) 溅射结束；
(23) 关闭基片挡板；
(24) 根据关机步骤关闭仪器；
(25) 调节溅射功率为“0”
(26) 关闭溅射电源；
(27) 关闭“靶挡板”；
(28) 点击“进气阀控菜单”里对应的气体阀（Ar-1对应射频靶，Ar-2对应直流靶；显示“绿色”表示开启，“灰色”表示关闭）；
(29) 调节流量显示仪示数为“0”；
(30) 调节MFC至“关闭”档；
(31) 关闭气瓶；
(32) 点击“电动插板阀”菜单下的“电动阀开”按钮，使“当前开度”达到100% ；
(33) 点击“停止”按钮，设定基片温度为“0”，待“PV示数低于50℃”，关闭“基片加热电源”（未给基片加热，也需冷却15 min)；
(34) 停止样品转动；
(35) 点击“自动停止”按钮{(1) 关闭“插板阀”，待插板阀完全关闭后(“当前开度”为0%时) → (2) 关闭“分子泵”，待分子泵旋转频率为“0 Hz”(大约9 min) → (3) 关闭“前级阀”→ (4)关闭“机械泵”}；
(36) 点击进气阀控制菜单下的“N2”，使腔体压力与大气压平衡；
(37) 点击“前门位”；
(38) 打开腔体，调节样品高度、取出样品；
(39) 关闭腔体，关闭N2气体阀；
(40) 开启“复合真空计”电源；
(41) 点击“自动抽气”按钮，“电阻单元”示数 < 5 Pa；
(42) 点击“停止”按钮；
(43) 点击“自动停止”按钮；
(44) 关闭“复合真空计”电源；
(45) 关闭“总电源”。
八、安全注意事项
⑴ 冷却水进行2周更换一次；当滤芯颜色从透明变为近红棕色时更换；
⑵ 当基片需要加热时，当上次使用温度与本次温差 >150℃时，则需要做“自整定”；
⑶ 实验结束后，必须等至基片温度接近室温时，再取出样品；
⑷ 充氮气时，需要将腔体门“把手”打开，防止腔体压力过高引起安全事故；
⑸ 使用“自动抽气”操作时，必须先保证“真空测量控制仪”处于“开启”状态。
⑹ 在使用氢气/氧气氛围时，需要将气阀打开抽走管道中的余气。
