电子科技大学微固学院电子薄膜实验报告

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1、电子科技大学实验报告学生姓名：XXXXXX学号：XXXXXXXXXXXXX指导老师：赵晓辉日期：2017年12月28《综合课程设计A—薄膜温度传感器的制作》实验报告一、实验室名称：电子薄膜制备实验室（211楼603）二、实验项目名称：薄膜温度传感器的制作三、实验原理：真空的获得：机械泵：转子偏心地置于定子内，旋片上有弹簧，整个部件浸于机械泵油中，油起润滑和密封作用。旋片转动一周后，通过容积变化，压强相应变化机械泵的工作原理图vPP10vv经n个循环后nvPPn0vv扩散泵：扩散泵油被加热后沿喷嘴向下喷射，速度可达200m/

2、s，由空气动力学原理与进气口形成压力差，使气体向下扩散而被抽走，油蒸汽水冷后重新利用。扩散泵的工作原理图1/6《综合课程设计A—薄膜温度传感器的制作》实验报告真空的测量：（1）热偶规工作原理：低气压下，气体传导的热量与压强成正比，即热电偶测量线温度的变化（测量范围104—1Pa）。（2）电离规工作原理：类似于一真空三极管，灯丝发射电子使气体电离，气体分子电离的多少与气体分子密度成正比，即与压强成正比，收集极收集离子数-6-1的多少，即可知压强P的大小（测量范围10—10Pa）。薄膜制备方法及设备原理构造：蒸发镀膜法：阻蒸箱式镀膜机结构如下图所示真

3、空室充气阀高阀予阀扩散泵机械泵底阀截放阀250-阻蒸箱式镀膜机结构示意图实验通过机械泵-扩散泵二级泵抽真空，先通过机械泵抽取较低真空，再用扩散泵抽取更低的真空，使蒸发产率更高。在真空度达到要求后，进行阻蒸镀膜。蒸发过程中若发现真空度基本稳定后，等真空度再次变大随后又慢慢恢复时，即代表蒸发过程结束，此时可以停止蒸发。溅射镀膜法：溅射系统结构如下图所示电离规真空室氩气充气阀予阀气阀波纹管水源机械泵溅射系统结构示意图实验开始时，先通过机械泵抽取到合适的本底真空，再打开电源进行溅射2/6《综合课程设计A—薄膜温度传感器的制作》实验报告镀膜。当溅射开始时，

4、气体开始分解此时会出现气体的辉光放电，可通过观察+窗发现辉光放电现象。实际上就是在高压下Ar原子电离成Ar和电子，电子在高压下加速飞向阳极，轰击靶材，使靶中的原子从表面射出运动到基板上时会沉积，从而完成溅射过程。赛贝克系数的定义赛贝克效应塞贝克（Seebeck）效应，又称作第一热电效应，它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。相应的电动势称为热电势，其方向取决于温度梯度的方向。一般规定热电势方向为：在热端电流由负流向正

5、。如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而减小的话，那么热端的电子虽然具有较大的能量，但是它们的平均自由程却很小，因此电子的输运将主要是从冷端向热端的输运，从而将产生Seebeck系数为正的Seebeck效应。塞贝克效应电势差的计算公式：T2VSTSTdT(()())BAT1SA与SB分别为两种材料的塞贝克系数。如果SA与SB不随温度的变化而变化，上式即可表示成如下形式：VSST()(T)BA21热电偶工作原理如下图所示，在两种金属A和B组成的回路中，热端温度T2与冷端温度T1不同时，在冷端会测到相应的电动势，且电动势大小为：T

6、2（热端）ABT（1冷端）V热电偶的工作原理图V(SS)(TT)BA21若令S=SB-SA，则VST()T213/6《综合课程设计A—薄膜温度传感器的制作》实验报告四、实验目的1.掌握蒸发与溅射的基本原理，熟悉腔体真空的获得及变化规律2.掌握250-阻蒸箱式镀膜机及溅射镀膜机的操作流程3.掌握热电偶的工作原理，赛贝克系数的测试原理与方法，并对测量结果做精确分析五、实验内容1.利用阻蒸箱式镀膜机完成在聚酰亚胺薄膜上铝膜的蒸镀2.利用溅射镀膜完成在基板上镀铜膜的过程3.完成热电偶传感器的性能测试与标定六、实验器材（设备、元器件）：250-阻

7、蒸箱式镀膜机、溅射镀膜机、机械泵、电离规、电阻规、聚酰亚胺薄膜、步进式加热器、万用表七、实验步骤：1.打开机械泵，待气压降低后打开充气阀，接着打开真空腔；2.在基板一面贴上环氧树脂膜带，把聚酰亚胺薄膜粘贴在玻璃基板表面上，用质量分数浓度为95%的酒精对聚酰亚胺表面进行清洗（注意要戴上手套，以免对基板造成污染）；3.取约0.2mg的洁净的铝放置在蒸发舟中间，并将蒸发舟固定于腔体内正负电极之间，用万用表测量正负电极之间的接触电阻（看是否连接导通）；并将附有聚酰亚胺的基板固定于蒸发架的下面（注意夹子不要遮挡到聚酰亚胺薄膜）。关闭腔体，开始抽真空。4.打

8、开电离规与电阻规总开关，当电阻规示数约为1Pa时，关闭予阀，开启底阀，并在电阻规示数接近2Pa时，关闭底阀，开启予阀，重复上述步骤；约3