真空系统，镀膜设备和表面分析

《真空系统，镀膜设备和表面分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、表面分析技术是人们为了获取表面的物理、化学等方面的信息而采用的一些实验方法和手段。SampleExcitationsourceEnergySelectorSignalDetectorEvent一般地说，它是利用一种探测束——如电子束、离子束、光子束、中性粒子束等，有时还加上电场、磁场、热等的作用，来探测材料的形貌、化学组成、原子结构、原子状态、电子状态等方面的信息。探测粒子发射粒子分析方法名称简称主要用途ee低能电子衍射LEED结构ee反射高能电子衍射RHEED结构ee俄歇电子能谱AES成分ee扫描俄歇微探针SAM微区

2、成分ee电离损失谱ILS成分e能量弥散x射线谱EDXS成分ee俄歇电子出现电势谱AEAPS成分e软x射线出现电势谱SXAPS成分ee消隐电势谱DAPS成分ee电子能量损失谱EELS原子及电子态eI电子诱导脱附ESD吸附原子态及成分ee透射电子显微镜TEM形貌ee扫描电子显微镜SEM形貌ee扫描透射电子显微镜STEM形貌探测粒子发射粒子分析方法名称简称主要用途II离子探针质量分析IMMA微区成分II静态次级离子质谱SSIMS成分In次级中性离子质谱SNMS成分II离子散射谱ISS成分、结构II卢瑟福背散射谱RBS成分

3、、结构Ie离子中和谱INS最表层电子态I离子激发x射线谱IEXS原子及电子态探测粒子发射粒子分析方法名称简称主要用途ex射线光电子谱XPS成分、化合态e紫外光电子谱UPS分子及固体电子态e同步辐射光电子谱SRPES成分、原子及电子态红外吸收谱IR原子态拉曼散射谱RAMAN原子态扩展x射线吸收谱精细结构SEXAFS结构角分辨光电子谱ARPES原子及电子态结构I光子诱导脱附谱PSD原子态探测粒子发射粒子分析方法名称简称主要用途Ee场电子显微镜FEM结构EI场离子显微镜FIM结构EI场离子显微镜-原

4、子探针AP-FIM结构及成分Ee场电子发射能量分布FEED电子态Ee扫描隧道显微镜STM形貌Tn热脱附谱TDS原子态n中性粒子碰撞诱导辐射SCANIIR成分nn分子束散射MBS结构、原子态AWAW声显微镜AM形貌部分表面分析设备的分析范围XPSAESILSISSRBSSIMS测氢NoNoNoNoNoYes元素灵敏度均匀性GoodGoodBadGoodGoodBad最小可检测灵敏度10-2-10-310-2-10-310-910-2-10-310-2-10-310-4-10-5定量分析GoodYesBadBadGood

5、Bad化学态判断GoodYesYesBadBadBad谱峰分辨率GoodGoodGoodBadBadGood识谱难易GoodGoodGood---表面探测深度MLsMLsMLsMLML-mML-MLs空间分辨率BadGoodGoodBadBadGood无损检测YesYesYesNoYesYes理论数据完整性GoodYesBadYesGoodBad为了使被研究的样品不被周围气氛所污染，获取“原子清洁”的表面，表面分析过程往往是在真空或超高真空中进行的。目前，人们所广泛使用的很多表面分析设备都具有真空系统。薄膜制备设备往

6、往涉及真空系统。真空：低于一个大气压的气体状态。1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。真空量度单位1标准大气压=760mmHg=760(Torr)1标准大气压=1.013x105Pa1Torr=133.3Pa真空单位Atmospheres(atm):Scalerelativetoouratmosphericpressureas1atmPascal(Pa):SIunitequal

7、toN/m2mBar:Equalto1x10-8Pa.TorrormmHg:Mostcommonlyusedpressureunit,basedonmercuryvacuumgauges.真空区域的划分目前尚无统一规定，常见的划分为：粗真空低真空高真空超高真空极高真空真空的划分Atmospheric:760TorrLowVacuum:1to1x10-3TorrMediumVacuum:1x10-3to1x10-5TorrHighVacuum(HV):1x10-6to1x10-8TorrUltra-HighVacuum(

8、UHV):<1x10-9Torr真空技术的应用电子技术、航空航天技术、加速器、表面物理、微电子、材料科学、医学、化工、工农业生产、日常生活等各个领域。真空的意义MonolayerCoverageTimeForanidealgas,thetimeneededformonolayer（单层）coverageisgivenby:tML