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磁控溅射镀膜中磁偏转质谱计有哪些特点-广东振华真空镀膜设备

质谱计是磁控溅射镀膜当中决定薄膜质量的一个重要装置,该装置的研发历史大致始于1940年的Nier(尼尔)研制15cm偏转半径的磁质谱计的成果。磁偏转质谱计是根据电子管的工艺原则进行设计的,因而可经受高温烘烤,从而获得的本底压力很低。在1956年,Reynold(雷诺)制成了一个可高温烘烤的玻璃外壳一种的质谱计,该装置具有10⁻¹⁰Pa的分压力测量极限,分辨能力为130,在此之后的这种质谱计外壳被人改为硅铝材质的玻璃的材质,以达到仪器的氮渗透率低于派列克斯玻壳时的效果(10⁴倍)。在1960年,戴维斯等人制成了一种90º的偏转角小型质谱计(5cm的偏转半径,25~30cm的总长),该仪器有牢固的结构,且具备较高的性能指标,特别合适在超高真空残气分析中使用。

磁偏转质谱计若用于真空分析当中,则其体积较小,相较于化学分析、同位素分析等磁偏转质谱计来说,没有很大的差异,只是在真空性能及其部分结构形式上有所改进。真空磁偏转质谱计通常采用60º、90º、180º三种偏转角的分析器。

戴维斯等人研发的是90º的偏转角小型质谱计,采用电子碰撞式离子源加配10级的银——镁打拿极电子倍增器而制成。可在发射电流为1mA的条件下,若不加装倍增器,则可对10⁻⁸Pa的分压力进行测量;若加装电子倍增器则时可测量10⁻¹¹Pa的分压力。若将倍增器放在液氮中进行冷却,则因降低了噪音,可测出数量级为10⁻¹³Pa的分压力。

磁偏转质谱计的质量分离,是根据离子在垂直于直流磁场平面的离子运动时,离子由于不同的质荷比而有相应不同的偏转半径的原理来实现的。

磁控溅射镀膜工艺中,质谱计的重要性不言而喻。磁偏转质谱计具备制造方便、易于定量分析、结构简单、对污染不敏感、质量歧视小、质谱峰形好、仪器的分辨本领较好等优点,且采用电子倍增器能够得到的灵敏度很高(180°磁偏转质谱计除外,因为受到结构的限制,无法用上电子倍增器)。而磁偏转质谱计也有一些难以避免的缺陷,如不能作真空中的原位置测量、质谱计不能作成裸规形式、质量扫描速度低、烘烤后重新安装磁铁时要调整参数、需用磁铁等。