石英片磁控溅射镀膜的特点

石英片磁控溅射镀膜的特点

一、优点

1、靶材粒子能量高（比热蒸发高出1个数量级），所制备膜层更致密，与石英片结合力更高：

2、一般备有辅助离子源，可以用来清洗石英片，清洗效果好；

3、易于制备熔点高的材料；

4、制备合金膜层，可以保证膜层材料比例与靶材相同；

5、由于装有中和器，也可以用来制备绝缘膜层。

二、缺点

1、一般镀膜速率较慢，每秒几十埃；

2、离子源清理和中和器灯丝更换较频繁；

3、不适宜制备较大面积薄膜。

三、使用靶材时的注意事项

1、靶材的外形尺寸要与机器要求的设计一致；

2、靶材外表与内在清洁度要高，是在洁净室内加工制成的；

3、靶材的质量可据合同要求定制（高纯度99.99%、高密度、低气体含量，尺寸（银靶材约127×178×7mm，重量1.66Kg），无裂纹，无孔洞）；

4、靶材的致密度要一致（可在显微镜下观察到）；

5、靶材在使用中要记录下该工序的各种数据，以便观察其变化及差距；

6、使用银靶15000WH，铬靶25000WH时需更换新靶材；

7、靶材的更换要严格按设备中的操作工艺执行；

8、靶材使用后称重量（银靶材约1.25~1.3Kg）返回原供货商，加工后再使用，往返循环。

四、机器运行时的注意事项

1、保持机器内舱各部位的清洁；

2、关注真空度指标；

3、检查并记录抽真空的时间，如有延长，立刻检查造成的原因；

4、记录溅射功率和时间（一般溅射机的银靶设定功率为0.6千瓦，金靶的设定功率为0.75千瓦，铬的行走速率为9000pps），如有异常，立刻检查造成的原因；

5、根据镀出石英振子的散差，调整遮挡板的各部尺寸；

6、溅镀后的石英振子要用3M胶带检查其牢固度；

7、测试并记录镀好的石英振子主要指标，如：频率、电阻、DLD等；

8、将不良品挑出：电极错位、划伤、脏污、掉银等（工位上要有不良品示意图）。

五、确定镀膜速率的方法：

1、计算镀膜引起的石英片厚度变化量△t

式中：

F_白------“工艺流程卡”上该档白片频率范围的低端频率，

F_标------“工艺流程卡”上要求的标称频率。

3、依据后续微调工序采用蒸镀调频，镀膜频率FL留量范围+300~+2500ppm；若微调工序采用离子刻蚀调频，镀膜频率FL留量范围-300~-2500ppm。（可根据各公司加工工艺要求按频率段分留量范围）。

六、技术注意事项

1、石英片温度的影响：温度较低→薄膜颗粒小→晶界散射多→电阻率下降；温度较高→晶粒过大→缺陷增多→电阻率升高。

2、沉积时间的影响：沉积时间延长→薄膜厚度增加→透过率下降→电阻率下降；沉积时间过长→温度过高→晶粒过大→缺陷增多→电阻率升高。

3、溅射功率的影响：溅射功率增加→溅射粒子增多→粒子能量增加→膜层与石英片粘附力增加→膜层致密性增加；溅射功率过高→氩离子能量过大→陶瓷靶易开裂→溅射粒子能量过大→薄膜致密性下降。

4、氩气气压的影响：氩气气压过低→氩离子少→溅射原子少→薄膜薄→晶化率低；氩气气压过高→氩离子过多→碰撞增多→薄膜晶化率低。

5、靶基距的影响：距离过小→加速不够→动能过小→薄膜薄→晶化率低；距离过大→散射增大→部分粒子不能溅射到石英片上→轰击过大→薄膜致密性下降

下期预告知识：《石英片烤胶的流程》

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