注意：避免“回油”现象！ 停机前将进气口与大气连通； 安装电磁阀。 单独使用或高真空系统的前级线 涡轮分子泵

　　工作原理： 通过高速旋转的特定形状 的转子叶片（2000030000r/min）将动量传给气 体分子，并使其向特定方向 运动。

　　α — 系数，介于0~1之间； pe、ph — 平衡蒸气压和实际情况下的分压。

　　6.3 指针式压差真空计 用于粗真空的测量。 示数（MPa）=真空室气压-大气压

　　二 、电子材料的制备方法 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD） 利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到 粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物 质原子从源物质到薄膜的可控转移过程。

　　需要同时沉积的薄膜面 积越大，沉积均匀性的 问题越突出。 点蒸发源所对应的沉积 均匀性稍好于面蒸发源。

　　(2) 等离子体在空间的输运； (3)等离子体在基片上成核、长大形成薄膜。

　　由仪器测出的真空度与真空室的实际真空度 之间可能会由于温度不同而存在误差。 在分子流状态，而且真空室与测量点之间存 在较细的管道连接时，测量压力pm和实际压力 pc之间的关系将可由分子净通量为零的条件得 出： p T

　　（1）可以对化学成分复杂的合金或化合物薄膜进行全等 同镀膜，即能获得与靶材成分一致的薄膜 （Stoichiometry transfer）; （特别适用于蒸发成分复杂的合金或化合物，如高温超导 材料 YBa2Cu3O7、铁电陶瓷、铁氧体薄膜等） （2）可以蒸镀能吸收激光的高熔点物质，蒸发速率快， 沉积温度低，蒸发过程容易控制且蒸发粒子能量高； （3）无坩埚污染，且羽辉定向性强，对沉积腔的污染较 少。

　　工作条件： 1. 必须在分子流状态下工作； 2. 转子叶片必须具有与气体分子速度相近的 线速度。

　　特点：对分子量大的气体压缩比高（氮气 109，氢气 103）；无油。 适用范围：1~10-8 Pa

　　6 真空的测量 真空测量：用特定的仪器和装臵，对某一特定空间 内真空高低的测定。（真空计、规管）  绝对真空计：通过测定物理参数直接获得气体压 强的真空计（U型真空计、压缩式真空计等） 特点：测量比较准确，气压低时测量极其困难  相对真空计：通过测量与压强有关的物理量，并 与绝对真空计比较后得到压强值的真空计（放电真 空计、热传导真空计、电离真空计等） 特点：准确度略差，可测量低气压

　　化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD) 利用气态先驱反应物，通过原子、分子间化学反 应的途径生成固态薄膜的技术。

　　电阻式蒸发：以难熔金属和氧化物为坩埚。 缺点：坩埚、加热元件及各种支撑部件的可能 污染；加热功率和温度有限，不适用于高纯或 难熔物质的蒸发。

　　一 、真空技术基础 二 、电子材料的制备方法 物理气相沉积（PVD） 热蒸发（电阻式蒸发，电子束蒸发，脉冲激光沉积） 磁控溅射 化学气相沉积（CVD） 三、 电子材料常规表征手段 XRD、TEM、SEM、EDS、XPS、PL、 半导体参数测试系统

　　1. 即使是当温度达到熔点时，其平衡蒸气压也低于 10-1 Pa。（大多数金属） 加热到熔点以上 2. 低于熔点时，平衡蒸气压已经相对较高。 （Cr、 Ti、Mo、Fe、Si） 固态物质的升华

　　2. 不同真空技术的使用环境 低压化学气相沉积：中、低线Pa） 溅射沉积：中、高线Pa） 真空蒸发沉积：高真空和超高线 Pa） 电子显微分析：高真空; 材料表面分析：超高线

　　缺点：非线性，测量结果与气体种类有关，零 点漂移严重。 优点：结构简单，使用方便。

　　热电势随气体压力的变化曲线. 不同气体的导热系数不同，因而测量结果不同。 在测量不同气体时，需标定。 Preal=SrPread Preal—以干燥空气（氮气）刻度的压力计读数； Sr—被测气体的相对灵敏度； Pread—被测气体的实际压力。 2. 误差范围：P＜500Pa时，误差为±20%； P≥500Pa时，误差为±50%。

　　热蒸发用的坩埚 石墨电极间高温放电 金属元素的平衡蒸汽压随温度的变化曲线

　　在物质蒸发的过程中，被蒸发原子的运动具有明 显的方向性，影响沉积薄膜的均匀性和微观组织 结构。

　　3. 按物理性质分类 超导材料、导电材料、半导体材料、绝缘材料、 压电材料、铁电材料、磁性材料、光学材料、敏感 材料等 4. 按应用领域分类 微电子材料、电阻器材料、电容器材料、磁性 材料、光电子材料、压电材料、电声材料等

　　D — 气体容器的尺寸 λ-气体分子的平均自由程，即气体分子在两次碰撞的间 隔时间里走过的平均距离。

　　按获得真空的方法，真空泵分为两大类：  输运式真空泵：采用对气体进行压缩的方式将气 体分子输送至真空系统之外。（机械式气体输运 泵，如旋片式机械真空泵、罗茨泵、涡轮分子泵； 气流式气体输运泵，如油扩散泵 ）  捕获式真空泵：依靠在真空系统内凝集或吸附气 体分子的方式将气体分子捕获，排除于真空系统 之外。（低温吸附泵、溅射离子泵） ★某些捕获式真空泵在工作完毕以后还可能将己 捕获的气体分子释放回线

　　优点： 磁场偏转法可避免灯丝蒸发的污染； 避免坩埚材料的污染； 同时或分别蒸发和沉积多种不同物质。 缺点： 热效率低； 电子枪和坩埚 热辐射。

　　平衡蒸气压：一定温度下，蒸发气体与凝聚相平 衡过程中所呈现的压力。 当环境中元素分压降低到平衡蒸气压之下时， 就发生元素的净蒸发。 单位表面上元素的质量蒸发速率

　　X射线衍射（XRD） 透射电子显微镜（TEM，含HRTEM、ED） 扫描电子显微镜（SEM，含FESEM） X射线能量色散谱（EDS） X射线光电子能谱（XPS） 光致发光光谱（PL）

　　电极制备： In----电阻式蒸发 Au----电子束蒸发 器件性能表征：

　　4. 气体流动状态的划分 分子流状态：在高真空环境下，气体的分子除了 与容器壁碰撞以外，几乎不发生气体分子间的相 互碰撞。 特点：气体分子平均自由程大于气体容器的尺寸 或与其相当。（高真空薄膜蒸发沉积系统、各种 材料表面分析仪器） 粘滞流状态：当气压较高时，气体分子的平均自 由程很短，气体分子间的相互碰撞较为频繁。 （化学气相沉积系统）

　　工作原理：将作为热丝的Pt通过恒 定强度的电流。在达到热平衡以后， 电流提供的加热功率与通过空间热 辐射、金属丝热传导以及气体分子 热传导而损失的功率相等，因而热 丝的温度将随着真空度的不同而有 规律变化。

　　测量范围:0.1-100Pa 气体的热导率将随着气体压力的增加而上升， 因而热丝的温度会随着气体压力的上升而降低。 这时，用热电偶测出了热丝本身的温度，也就相 应测出了环境的气体压力。 气体压力高于100Pa时，气体的热导率不再随 气体压力而显著变化；气体压力低于0.1Pa以后， 由气体分子传导走的热量在总加热功率中的比例 过小，因而测量的灵敏度迅速下降。

　　电子材料是指电子信息技术与产业中所广泛使 用的具有功能特性、结构特性以及物理、化学 性能等特定要求的材料，是电子信息技术的基 础与先导，也是当前材料领域中最重要和最活 跃的部分。

　　1. 按用途分类 结构电子材料和功能电子材料 2. 按组成分类 无机电子材料和有机电子材料

　　电阻材料的要求：  熔点高；  饱和蒸气压低；  化学性能稳定；  具有良好的耐热性；  原料丰富，经济耐用。 常用：难熔金属和氧化物，例钨（熔点 3410℃）、 钽（熔点2996℃）。

　　工作原理： 玻意耳-马略特定律（PV=C） 即：温度一定的情况下，容器 的体积和气体压强成反比。

　　依靠安臵在偏心转子中的可以滑进滑出的旋片 将气体隔离、压缩，然后排出泵体之外。

　　性能参数： 理论抽速Sp：单位时间内所排出的气体的体积。 估算：Sp =转子与定子间的体积V×转速f 抽速范围：1~300L/s 例：型号2XZ-8 极限线 电离真空规

　　工作原理：热阴极发射出的 电子在飞向阳极过程中碰撞 气体分子使之电离。离子收 集极接收电离的离子，根据 离子电流强度Ii的大小测量环 境真空度。

　　测量范围：1~10-7Pa 可检测的压力下限受阴极发射的高能光子在离 子收集极上产生的光电效应所限制；上限为 1Pa左右，电子自由程太短，不能使气体分子 产生有效的电离。 缺 点：测量值与所测 气体 种类有关。