离子溅射仪属于物理气相沉积镀膜设备,采用二极溅射技术路径,在低真空环境中完成纳米导电薄膜制备,主要面向扫描电镜绝缘样品预处理,在陶瓷、高分子、生物、微电子相关实验当中使用广泛,博远微朗(北京)技术发展有限公司作为生产制造厂家,打造桌面一体化的离子溅射仪,针对小型试样做工艺优化,区别于大型磁控溅射设备,更加适合空间有限的普通科研实验室使用。
离子溅射仪腔体内部核心分为阴极靶与阳极样品室两大组成部分,整套溅射过程在低真空环境内部进行。设备启动之后,电场驱动电子加速运动,电子撞击腔体内通入的氩气等工作气体,激发产生等离子体,等离子体内部带正电的离子在电场的加速作用下高速冲向阴极靶材表面,离子的轰击作用让靶材原子获得足够动能脱离靶体,向外扩散,均匀沉降到放置于阳极侧样品台的试样表面,逐步形成一层结构致密的纳米导电薄膜。这套二极溅射的实现形式,不需要配置复杂的磁路组件,简化桌面设备整机结构,同时能够维持稳定的低真空工作状态,兼顾薄膜附着力与设备操作便捷性,设备内置针对小样品优化完成的溅射工艺参数,用户可以直接调用开展实验,减少反复调试耗费的时间成本。
整机为桌面一体化构造,整体重量适中,占用的地面面积小,实验室普通台面、通风橱周边都可以安放,不需要专门规划独立机房。样品室使用高透光硼硅酸盐玻璃制作,实验人员可以直接透过腔体壁观察镀膜的完整过程,方便掌握镀膜实时状态。设备标配高纯度铂靶材,铂靶拥有不错的化学稳定性以及抗腐蚀能力,可以应对多种复杂样品处理条件,设备同时兼容金、银贵金属靶材的溅射作业,满足不同实验对膜层材质的选择需求。
真空系统搭载经过低真空工况校准的皮拉尼真空计,读数精度适配设备工作区间,配套微型气阀可以外接软管接入惰性工作气体,以此改善成膜品质。配套机械泵和主机匹配度较好,可以在较短时间把腔体从大气抽到实验需要的真空水平。供电系统设置过载、过压双重保护,计时单元支持秒级时间设置,电源、冷却系统和控制系统之间建立联动,保障每一轮溅射工艺运行状态稳定,同时设备对输出电流做工艺层面限制,规避电流输出过高给部分样品带来损伤。
离子溅射仪大量用于扫描电镜试样预处理,陶瓷、塑料、生物组织、高分子这类绝缘试样,经过离子溅射仪镀膜之后,表面形成导电层,缓解电荷积累造成的成像干扰,满足高倍率微观形貌观测的实验条件。微电子方向,设备面向小型半导体芯片、柔性电极、微型传感器探头做表面导电改性,溅射生成的贵金属薄膜导电表现良好,化学性质稳定,帮助降低器件接触电阻,适配微型电子器件研发工作。生物医疗耗材研发当中,离子溅射仪可以在检测芯片、试纸基材表面制备导电薄膜,贵金属膜具备相应生物相容性,不会轻易和生物样本发生反应,保障检测信号稳定输出。
高校实验室场景下,离子溅射仪操作流程简单,可以快速完成小批量样品镀膜,既服务科研试样制备,也可以用于课堂教学,帮助学生理解二极溅射物理原理。日常使用离子溅射仪,需要关注靶材消耗情况,定期检查真空管路密封性,实验结束清理腔体内部溅射残留物,减少残留物堆积影响观察视野,以此保障设备可以长期稳定开展样品处理工作。