392 为科学献身的时候到了（求订阅） (第1/2页)

蒸镀舱的真空度达标后，许秋和莫文琳又回到实验室，先按照正常的方法用束源炉加热法蒸镀了三氧化钼。
　　
　　之后等待束源炉温度降低至100摄氏度以下，开始准备蒸镀金属电极。
　　
　　平常蒸镀厚膜金属电极的时候，蒸镀的速率并不是很重要，有的时候赶时间，还会直接用闪蒸的操作方式制备电极。
　　
　　所谓闪蒸，突出一个字“闪”，就是直接用大电流，在不烧断保险丝的前提下，把蒸镀速率拉满，嗖的一下就把膜给镀好了。
　　
　　对比一下，正常蒸金属电极是大约1埃每秒，即0.1纳米每秒的蒸镀速率，蒸100纳米需要大约17分钟。
　　
　　而闪蒸的速率可能会达到6埃每秒，甚至10埃每秒以上，直接几分钟就能搞定。
　　
　　除了蒸的快，闪蒸还有另外一个优点，那就是蒸的厚，对靶材的利用率高。
　　
　　尤其是平常在蒸镀金的时候，因为金比较贵嘛，所以为了防止浪费，都是尽量少加金靶材，然后直接闪蒸的。
　　
　　根据许秋的经验，如果闪蒸把金全部蒸完，得到的金膜厚度是100纳米的话，正常速率蒸镀得到的厚度可能就只有30-50纳米，差距还是非常大的。
　　
　　凡事有利就有弊，闪蒸也是有缺点的，那就是会让蒸镀得到的薄膜变得不均匀。
　　
　　举一个不太形象的例子，可以把蒸镀的过程想象下冰雹的过程，器件表面想象成为泥土地面，蒸镀速率越快，冰雹颗粒越大，下落的速度越快，就更容易把地面给砸出坑来。
　　
　　对应在蒸镀过程的体现，就是蒸镀速率越快，靶材分子越会倾向于渗入有效层或者传输层薄膜中，从而形成不同位置厚薄不同的金属电极。
　　
　　当金属电极的总厚度比较厚的时候，厚薄不均匀的影响不大，假设膜厚在100纳米，厚度的偏差在10纳米，最终得到的厚度分布也会是100±10纳米，自然不会影响到电极的导电性能。
　　
　　可如果厚度比较薄的时候，这个影响就明显了，厚度是10±10纳米，有些地方就直接断路了。
　　
　　因此，现在蒸镀1纳米的金，9纳米的银的双层薄层电极，为了保证电极的连续性，不仅不能闪蒸，而且还要进一步压低蒸镀速率。
　　
　　许秋计划选用的蒸镀速率是0.2埃每秒左右，和蒸镀三氧化钼传输层的速率相当，这样蒸1纳米的金，需要大约1分钟，9纳米的银，大约需要7分半钟，比平常蒸镀的时间还要短。
　　
　　理论合理，实践开始。
　　
　　许秋设置好金靶材的各项参数，包括密度、Z因数等，然后启动电流加热装置，将电流输出端调至金靶材的回路，同时向莫文琳吩咐道：
　　
　　“莫文琳，你记录一下实验条件，刚刚三氧化钼是565摄氏度，0.2-0.3埃每秒，膜厚是10纳米。接下来的金、银电极膜厚分别为1纳米和9纳米，计划蒸镀速率是0.2埃每秒……”
　　
　　“好的。”莫文琳点点头，然后从蒸镀手套箱顶上摸出一本实验记录本出来，开始记录。
　　
　　像这种大型仪器的使用都是需要记录的，要是出现问题比较容易追责，当然，也不完全是为了追责，这样做还能让实验人员不至于忘记之前的实验条件。
　　
　　尤其是不熟练的新人，如果忘记了实验条件，旁边还没有老人可以请教，就可以自己翻一翻之前记录的条件进行模仿。
　　
　　许秋旋转旋钮，缓缓的加大电流强度，从0安培到5安培，再到10安培，然后到15安培。
　　
　　在这个过程中，膜厚仪显示的实时蒸镀速率都是在±0.01埃每秒之间来回跳动，波动幅度不大。
　　
　　这主要是因为金的密度比较大，在膜厚仪通过晶振片上的电信号换算蒸镀速率时，密度是在分母上的，所以气流扰动等造成的误差就会变小。
　　
　　在15安培的时候，许秋把电流稳定住，并停留了几分钟。
　　
　　这一步是习惯使然，目的是预热，把钨丝和靶材的温度先往上提一提。
　　
　　在蒸镀铝的时候这一步非常有用，一方面可以防止蒸镀速率不受控制，另一方面如果不进行预热，可能会导致挂在螺旋状的钨丝上的铝条掉落，甚至钨丝直接熔断，导致实验失败。
　　
　　虽然蒸镀金、银的时候用的不是螺旋状的钨丝而是钨篓，但小心一些总没有坏处。
　　
　　许秋继续提高电流，直至17.5安培的时候，蒸镀速率从±0.01埃每秒开始0.01、0.01的往上跳动，同时电流值也开始波动，表明金靶材已经开始熔化。
　　
　　等了几秒钟，蒸镀速率达到0.10埃每秒附近，渐渐稳定了下来。
　　
　　许秋没有犹豫，直接同时按下膜厚仪清零按钮和样品挡板按钮，开始蒸镀。
　　
　　然后，他一只手操作电流控制旋钮，一只手放在样品挡板上，眼睛则时刻盯着蒸镀速率和膜厚，打算随时停止，毕竟要蒸镀1纳米的金，只有10埃而已。
　　
　　

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