Вакуумные тонкопленочные технологии в приборостроении

Д. Е. Шашин             

ВАКУУМНЫЕ

ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Йошкар-Ола

2022

УДК 621.3 (076)
ББК 32.85я73

Ш 32

Рецензенты:

А. И. Орлов, кандидат технических наук, доцент кафедры электромеханики Марийского государственного университета;
С. А. Охотников, кандидат технических наук, доцент кафедры 
радиотехнических и медико-биологических систем Поволжского 
государственного технологического университета 

Печатается по решению

редакционно-издательского совета ПГТУ

Шашин, Д. Е.

Ш 32 
Вакуумные тонкопленочные технологии в приборостроении: 

лабораторный практикум / Д. Е. Шашин. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2022. – 60 с.
ISBN 978-5-8158-2314-3

Представлены теоретические сведения, охватывающие современные

вакуумные технологии изготовления тонких пленок для применения в 
приборостроении. Приведены методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 11.04.04 

«Электроника и наноэлектроника», 12.03.01 «Приборостроение», 11.03.03
«Конструирование и технология электронных средств». Издание может 
быть полезно также для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии», 11.04.01 «Радиотехника», 27.03.04 «Управление в технических системах».

УДК 621.3 (076)

ББК 32.85я73

ISBN 978-5-8158-2314-3
© Д. Е. Шашин, 2022
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие............................................................................................5

Список сокращений................................................................................5

Техника безопасности при проведении лабораторных работ............6

Введение..................................................................................................9

Лабораторная работа № 1
Получение пленок оксида титана 
методом реактивного магнетронного распыления .................... 11

1.1. Описание лабораторного оборудования ............................. 11
1.2. Ход выполнения работы....................................................... 15
1.3. Содержание отчета................................................................ 18
Контрольные вопросы ................................................................. 18

Лабораторная работа № 2
Получение пленок нитрида титана 
методом реактивного магнетронного распыления .................... 19

2.1. Описание лабораторного оборудования ............................. 19
2.2. Ход выполнения работы....................................................... 24
2.3. Содержание отчета................................................................ 29
Контрольные вопросы ................................................................. 29

Лабораторная работа № 3
Получение оптически прозрачных пленок 
нитрида алюминия ............................................................................ 30

3.1. Описание лабораторного оборудования ............................. 30
3.2. Ход выполнения работы....................................................... 35
3.3. Содержание отчета................................................................ 40
Контрольные вопросы ................................................................. 41

Лабораторная работа № 4
Получение пленок меди с низким значением поверхностного 
сопротивления методом магнетронного распыления ................ 42

4.1. Описание лабораторного оборудования ............................. 42
4.2. Ход выполнения работы....................................................... 46
4.3. Содержание отчета................................................................ 49
Контрольные вопросы ................................................................. 49

Лабораторная работа № 5
Получение проводящих слоев методом резистивного 
термического испарения в вакууме ............................................... 50

5.1. Описание лабораторного оборудования........................... 50
5.2. Ход выполнения работы .................................................... 52
5.3. Содержание отчета ............................................................. 56
Контрольные вопросы............................................................... 56

Заключение............................................................................................ 57

Список литературы............................................................................... 59

ПРЕДИСЛОВИЕ

Лабораторный практикум охватывает вопросы, связанные с ва
куумными технологиями изготовления тонких пленок металлов и их 
соединений для применения в конструкциях современных информационно-измерительных приборов.

Данное издание включает в себя пять лабораторных работ: полу
чение пленок оксида титана методом реактивного магнетронного 
распыления, получение покрытий нитрида титана методом реактивного магнетронного распыления, получение оптически прозрачных 
пленок нитрида алюминия, получение пленок меди с низким значением поверхностного сопротивления методом магнетронного распыления, получение проводящих слоев методом резистивного термического испарения в вакууме, а также описание, принцип действия технологического оборудования и программного обеспечения 
для выполнения лабораторных работ. 

В каждой лабораторной работе приведены описание технологи
ческого оборудования и порядок выполнения работы. Контрольные 
вопросы позволяют обучающемуся проверить степень усвоения ими 
материала по каждой теме. Поскольку вопросы, рассматриваемые в 
лабораторных работах, относятся к междисциплинарным отраслям, 
то полное описание всего теоретического материала по этим вопросам в данном издании не представляется возможным. Студенты 
посредством изучения материала из приведенного библиографического списка могут более полно погрузиться в ту или иную тему. 

Обучающиеся при выполнении лабораторных работ закрепляют 

на практике теоретические знания, полученные на лекционных занятиях и в ходе самостоятельного изучения.

Список сокращений

ПМТ – преобразователь манометрический термопарный
ПМИ – преобразователь манометрический ионизационный
АВПР – агрегат вакуумный пластинчато-роторный
ВИТ – вакуумный измеритель термопарный 
УВН – установка вакуумного напыления
БУВС – блок управления вакуумной системой

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Общие требования безопасности

К работе с электроизмерительными приборами, электроустанов
ками, ЭВМ под руководством преподавателя или ответственного за 
лабораторию допускаются лица, прошедшие инструктаж по охране 
труда, медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний по 
состоянию здоровья. 

В лаборатории студенты должны соблюдать правила поведе
ния, расписание учебных занятий, установленные режимы труда 
и отдыха.

При работе с электроизмерительными приборами возможно 

воздействие на работающих следующих опасных факторов:

а) поражение электрическим током при прикосновении к ого
ленным проводам и к приборам, находящимся под напряжением;

б) травмирование рук при использовании неисправного инстру
мента.

ПОМНИТЕ! Электрический ток может вызвать ожоги, обморок, 

судороги, прекращение дыхания, даже смерть.

Индивидуальные средства защиты следующие: для глаз – за
щитные очки, для лица – маски, для рук – диэлектрические перчатки, для дыхательных путей – респиратор.

При выполнении лабораторных работ должны использоваться 

указатели напряжений и инструмент с изолированными ручками.

В лаборатории для выполнения лабораторных работ должна 

быть медицинская аптечка с набором необходимых медикаментов и 
перевязочных средств. 

Студенты обязаны соблюдать правила пожарной безопасности,

знать места расположения первичных средств пожаротушения.

При несчастном случае пострадавший или очевидец обязан 

немедленно сообщить преподавателю или заведующему лаборато