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,-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
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