压电陶瓷阀在真空磁控反应溅射中的特性

2013-05-27 刘洪金 皇明太阳能股份有限公司镀膜研发中心

  在制备不锈钢- 氮化铝(SS-AlN) 金属陶瓷集热管的真空磁控溅射镀膜线上, 采用PCV25 型压电陶瓷阀作为反应气体氮气N2 流量输出的驱动元件, 实现反应溅射AlN 反馈控制。研究了不同环境温度下压电阀偏置电压Vo 对N2 输出流量Q的影响。实验研究表明, 在Vo 先增加再减少的过程中, Q 相应变化呈现迟滞特性。同时, 该迟滞特性受压电阀工作的环境温度影响, 环境温度越低迟滞特性越明显。例如与40℃相比, 当环境温度为25℃ 时, 压电阀的阈值电压小, 饱和电压大, 有效工作范围宽, 且在压电阀有效工作范围内, N2 输出流量Q 随偏置电压Vo 变化速率小。结合压电陶瓷阀的特性, 优化设置反应溅射反馈控制参数, 在高于30 kW 的溅射功率下, 实现反应溅射AlN 工艺稳定, 制备厚度约为70 nm 的AlN 薄膜在可见光和太阳光范围内吸收几乎为零。

  在抽真空磁控溅射、太阳系能锂电池、等正离子刻蚀等教育领域, 甲烷其他混合乙炔气伤害电子器件的积极地启动时候段是反应艺平衡的关键性条件之六。积极地启动时候段越简短, 艺启动越简易平衡调整。甲烷其他混合乙炔气效果用户量计也是种通用的甲烷其他混合乙炔气伤害电子器件, 中国国内用户量计积极地启动时候段约为1~ 4 s, 其他国家更快效果用户量计积极地启动时候段略短, 约0.3 s。压阻瓷砖阀用于其中一种复合型的甲烷其他混合乙炔气伤害电子器件, 积极地启动时候段仅为有几个毫秒,正慢慢改变效果用户量计非常广泛应运于技术创新和化工分娩中。   电容式工业工业瓷器厂家阀( 以内缩略词电容式阀) 是回收利用电容式工业工业瓷器厂家材质享有逆电容式因素而原材质的稍微调整甲烷气体抑制阀(之间小编说书过其次一个电容式阀-电容式多硫化锌阀,简单有关的说书请见:PEV电容式多硫化锌阀用户率校准做实验的时候 //crazyaunt.cn/systemdesign/091378.html)。电容式工业工业瓷器厂家材质的逆电容式因素, 即在外接静电场强度效用下导致厂家应力, 其应力程度与外接静电场强度的程度相等。电容式阀出现异常周期短, 高能耗低, 定位精性强, 适于抑制。国内外对电容式工业工业瓷器厂家材质的电学、位移等特征参数调查较多 , 这篇大部分对负压磁控溅射配制AlN 保护膜时中, 电容式阀的滞后和摄氏度特征参数对N2 用户抑制的影响到做出简单做实验的时候和座谈会了解。

1、试验详情

  试验在本公司自主研制的集热管全自动连续真空磁控溅射镀膜生产线上进行。镀膜线真空系统长41 m, 高3 m, 由进管区、进管缓冲区、镀膜区、出管缓冲区及出管区几个模块组成。镀膜区由几种镀膜真空室模块组合而成, 每个镀膜真空室模块包括溅射室和抽真空室。用于沉积AlN 减反射层的溅射室中装有一对孪生圆柱Al 靶。抽真空室位于溅射室的一端, 其外侧装有两台名义抽速为1600 L/ s 的复合分子泵(推荐一下国内优秀的分子泵生成厂家:北京泰岳恒真空技术研究所)。镀膜真空室反应气体N2 进气管路采用王双等设计的三段式进气管路。反应气体气瓶的输出管路与一个质量流量计的输入端相连, 质量流量计与流量显示仪电气连接, 用于显示气体流量数值。流量计的输出端与压电阀的输入端连接, 压电阀的输出端连接镀膜真空室内的进气管路。镀膜真空室示意图如图1 所示。

沉积AlN 减反射层的镀膜真空室示意图

图1 的堆积AlN 减反射面层的汽车镀膜真空箱室关心图

  质量流量计型号为D07- / ZM, 满量程500ml/ min( 标准状况下) , 响应时间2 s。反应气体N2的输出控制采用PCS04 型气体压强控制单元。该控制单元由PCU04 型控制器和PCV25 型压电陶瓷阀组成, PCV25 型压电阀主要由阀片和外壳构成。阀片是在一弹性薄片两面分别压上一块压电陶瓷片,其中一块压电陶瓷片的中心垫有小块氟橡胶。当PCU04 控制器输出一定范围内的直流电压, 加在压电阀两极上时, 阀片发生弯曲变形, 固定在压电陶瓷片上的密封橡胶垫抬起形成一个细小孔隙, 阀门进气端的气体便通过该孔隙送到阀门出气端。PCV25压电阀响应时间仅为1 ms, 偏置电压0 V 时漏率1 ×10- 6 Pa.l/ s, 工作温度10~ 40 ℃ 。PCS04 型气体压强控制单元具有恒压强控制和恒溅射电压控制两种模式。

  本试验报告中用2、种格局, 即凭借信息返馈抑制乙炔气联通人的流量表明溅射电阻值降稳定平衡,信息返馈抑制原因图如下图图甲中2 图甲中。应先将Al 靶电阻值降的时实监测数据0~ 10 V 复制粘贴的传输至PCU04 抑制器, 抑制器对复制粘贴的靶电阻值降与有效控制电阻值降开展更加换算, 复制粘贴的传输0~150 V 的偏置电阻值降数据至PCV25 电容式阀, 用以改动电容式阀的启用量, 而自动调节电容式阀复制粘贴的传输的N2 联通人的流量。N2 联通人的流量的改动影响Al 靶电阻值降相关的影响, 进行Al 靶反应迟钝溅射信息反馈有效控制信息返馈抑制。

反馈控制反应溅射AlN 方块原理图

图2 表现掌握表现溅射AlN 方块设计原理图   设定器装在恒湿25 ℃ 的设定室。压阻阀装在各电镀室的涡流端盖顶上, 事情条件温變化极大, 如春秋季夜間温约10 ℃ , 提早十二点则将高达40 ℃。主要包括液态水银温计精确测量压阻阀左右的的空气温。应力测试前电镀涡流室抽涡流, 待涡流度不优于5.0 × 10- 3 Pa 时, 调整PCU04 的设定交流电流交流电压, 向电镀酒店内充进N2, 记录查询与众不同设定交流电流交流电压下压阻阀偏置交流电流交流电压和N2 精准流量。

2、结果与讨论

  2.1、气体流量随压电陶瓷阀偏置电压变化的迟滞特性

  2.2、气体流量随压电陶瓷阀偏置电压变化的温度特性

  2.3、气体流量随压电陶瓷阀偏置电压变化速率

  2.4、压电陶瓷阀特性在反应溅射AlN 参数设置中的应用

3、结论

  本任务在集导热管不间断性真空度室磁控溅射镀晶制造线上游戏, 选取PCV25 型光电探测器式瓷砖阀是 响应乙炔气N2 输入传输的驱动软件电子器件配制AlN 胶片。经由疲劳试验探讨N2 输入传输水留量Q 与光电探测器式阀偏置交流工作相相工作电压值降Vo、区域室内温差等各种相关资料, 断定以下几点总结。当偏置交流工作相相工作电压值降Vo 先加大再缩减时, N2 输入传输水留量的变迁申请这类卡种曲线提额出现滞后性能, 该滞后性能受光电探测器式阀区域室内温差损害。光电探测器式阀区域室内温差低,滞后性能看不出, 能够任务面积宽, 且光电探测器式阀在能够任务面积内, 乙炔气水留量随偏置交流工作相相工作电压值降变迁传送速度小。光电探测器式阀在室内温差10 ℃和40 ℃下, N2 输入传输水留量在100 ml/ min附过时, 水留量随偏置交流工作相相工作电压值降的变迁传送速度各用为13 和56, 之差4 倍多, 即在同的偏置交流工作相相工作电压值降变迁量下,40 ℃ 时N2 的输入传输变迁量约是10 ℃ 的4 倍。光电探测器式阀的偏置交流工作相相工作电压值降与操作交流工作相相工作电压值降正相关的关系, 且标准数值不随区域室内温差变迁。该分析对真空度室磁控响应溅射前馈操作技术参数的设置好同时不间断性响应溅射生产工艺的稳定性高启动包括比较重要价值。