作為國內(nèi)領(lǐng)先的真空鍍膜設(shè)備制造商，深圳微儀真空技術(shù)有限公司憑借卓越的技術(shù)性能與廣泛的應(yīng)用適配性，在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界積累了深厚口碑。其研發(fā)的磁控濺射鍍膜設(shè)備，以 “定制化設(shè)計” 與 “高精度控制” 為核心優(yōu)勢，成為高?？蒲型黄频年P(guān)鍵助力。本文以深圳大學(xué)（以下簡稱 “深大”）的科研應(yīng)用案例為切入點，深入探討深圳微儀真空產(chǎn)品在實際科研場景中的表現(xiàn)與核心價值。
一、深大科研需求：從場景痛點看設(shè)備定制必要性
深圳大學(xué)材料學(xué)院在開展 “二維半導(dǎo)體材料異質(zhì)結(jié)制備” 與 “光電探測器件薄膜電極研發(fā)” 兩大前沿課題時，面臨傳統(tǒng)通用型鍍膜設(shè)備難以解決的核心痛點，亟需定制化技術(shù)方案：
（一）二維半導(dǎo)體材料異質(zhì)結(jié)制備場景
二維半導(dǎo)體材料（如 MoS?、WS?）對鍍膜環(huán)境的 “低雜質(zhì)、低損傷” 要求極高，傳統(tǒng)設(shè)備存在三大瓶頸：一是真空度最高僅達(dá) 1×10??Pa，殘留空氣雜質(zhì)易導(dǎo)致薄膜缺陷率超 15%，影響異質(zhì)結(jié)界面質(zhì)量；二是濺射過程中離子束能量不可控，易對二維材料的原子層結(jié)構(gòu)造成轟擊損傷，導(dǎo)致材料電學(xué)性能衰減 30% 以上；三是課題需實現(xiàn) “MoS?-WS?” 多層異質(zhì)結(jié)的精準(zhǔn)堆疊，每層厚度需控制在 1-5nm，傳統(tǒng)設(shè)備膜厚監(jiān)測精度僅 0.5nm，難以滿足原子級沉積需求。
（二）光電探測器件薄膜電極研發(fā)場景
該場景需在藍(lán)寶石襯底上制備 “鎳 - 金” 雙層電極薄膜，傳統(tǒng)設(shè)備存在兩大制約：一是藍(lán)寶石為絕緣基底，射頻濺射時易產(chǎn)生電荷積累，導(dǎo)致薄膜均勻度偏差超 8%，影響電極導(dǎo)電性；二是實驗需對比不同濺射功率（50-300W）、氬氣流量（10-50sccm）對薄膜附著力的影響，傳統(tǒng)設(shè)備僅支持 3 組參數(shù)同時設(shè)置，12 組變量實驗需重復(fù)操作 4 次，耗時超 48 小時，嚴(yán)重制約研究效率。
此外，深大實驗室需兼顧 “多課題組共享設(shè)備” 需求，不同課題對樣品尺寸（從 10×10mm 芯片到 100×100mm 晶圓）、鍍膜材質(zhì)（金屬、半導(dǎo)體、絕緣材料）的適配性要求差異大，傳統(tǒng)設(shè)備樣品臺與靶位固定，無法靈活切換，設(shè)備利用率不足 40%。
二、定制化設(shè)備技術(shù)優(yōu)勢：精準(zhǔn)匹配科研核心需求
針對深大的個性化需求，深圳微儀真空量身打造了 VI-900 型定制化磁控濺射鍍膜設(shè)備，通過四大核心技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)場景化痛點突破：
1. 高真空與低損傷設(shè)計：保障二維材料制備質(zhì)量
設(shè)備采用 “分子泵 + 離子泵” 二級真空系統(tǒng)，極限真空度可達(dá) 5×10??Pa，較傳統(tǒng)設(shè)備提升 1 個數(shù)量級，有效降低空氣雜質(zhì)含量，使二維半導(dǎo)體薄膜缺陷率降至 3% 以下。同時創(chuàng)新搭載 “脈沖直流濺射源”，可將離子束能量精準(zhǔn)控制在 50-500eV 區(qū)間，通過低能濺射模式（50-100eV）減少對二維材料原子層的轟擊損傷，實驗數(shù)據(jù)顯示，MoS?薄膜的載流子遷移率較傳統(tǒng)設(shè)備制備樣品提升 25%，異質(zhì)結(jié)界面勢壘高度穩(wěn)定性顯著提高。
2. 高精度控制與在線監(jiān)測：確保實驗可重復(fù)性
? 膜厚精準(zhǔn)控制：配備雙通道高靈敏度石英晶體膜厚監(jiān)測儀，最小控制精度達(dá) 0.1nm，支持多層薄膜的階梯式沉積，在二維異質(zhì)結(jié)制備中，可精準(zhǔn)實現(xiàn) 1nm 單層 MoS?與 3nm WS?的交替堆疊，厚度偏差小于 ±0.05nm，滿足原子級沉積需求。
? 過程實時監(jiān)測：搭載原位 RHEED（反射高能電子衍射）系統(tǒng)，可實時觀察薄膜生長過程中的晶體結(jié)構(gòu)變化，結(jié)合數(shù)字式真空計與氣體流量控制系統(tǒng)，將鍍膜過程壓力穩(wěn)定性控制在 ±0.05Pa，氬氣流量調(diào)節(jié)精度達(dá) 1sccm，確保每次實驗參數(shù)一致，數(shù)據(jù)可重復(fù)性提升至 98% 以上。
3. 多場景適配設(shè)計：提升設(shè)備共享利用率
? 靈活靶位與樣品臺：設(shè)備內(nèi)置 6 組可獨立控制的磁控濺射靶，支持同時加載金屬靶（Ni、Au）、半導(dǎo)體靶（MoS?）、絕緣靶（Al?O?），靶位切換采用 “自動平移式” 結(jié)構(gòu)，無需破壞真空環(huán)境，切換時間縮短至 5 分鐘；樣品臺采用 “可升降 + 可旋轉(zhuǎn)” 設(shè)計，兼容 10×10mm 至 100×100mm 的不同尺寸樣品，且支持定制化夾具，適配藍(lán)寶石、硅片、柔性基底等多種材質(zhì)襯底。
? 多參數(shù)并行設(shè)置：設(shè)備控制系統(tǒng)支持 10 組獨立工藝參數(shù)預(yù)設(shè)，可同時存儲 “二維材料濺射”“金屬電極鍍膜” 等不同場景的參數(shù)方案，課題組切換實驗時無需重新調(diào)試，12 組變量實驗可一次性設(shè)置并自動執(zhí)行，實驗周期從傳統(tǒng) 48 小時壓縮至 12 小時，設(shè)備利用率提升至 85%。
4. 智能化操作與數(shù)據(jù)追溯：適配科研效率需求
設(shè)備配備 12 英寸觸控屏與專用操作軟件，支持 “可視化工藝編輯”，科研人員可通過拖拽模塊設(shè)置濺射功率、溫度、時間等參數(shù)，并實時生成工藝曲線；同時具備數(shù)據(jù)自動存儲與導(dǎo)出功能，可記錄每次實驗的真空度變化、膜厚曲線、濺射功率波動等數(shù)據(jù)，支持與實驗室的 XRD、SEM 等表征設(shè)備數(shù)據(jù)聯(lián)動，方便科研人員追溯實驗過程、分析工藝與性能的關(guān)聯(lián)，大幅減少數(shù)據(jù)整理時間。
三、科研應(yīng)用表現(xiàn)：從技術(shù)優(yōu)勢到價值落地
自定制化設(shè)備投入深大實驗室使用以來，在兩大核心課題中均展現(xiàn)出顯著價值，推動科研工作高效突破：
（一）二維半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)研究
深大團(tuán)隊利用設(shè)備的高真空與低損傷優(yōu)勢，成功制備出 “MoS?-WS?” 多層異質(zhì)結(jié)，通過 RHEED 實時監(jiān)測優(yōu)化濺射參數(shù)，使異質(zhì)結(jié)界面粗糙度降至 0.2nm 以下，相關(guān)成果發(fā)表于《Advanced Materials》。同時，借助 0.1nm 精度的膜厚控制，實現(xiàn)了異質(zhì)結(jié)層數(shù)與電學(xué)性能的精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，為二維半導(dǎo)體器件的性能調(diào)控提供了關(guān)鍵實驗依據(jù)。
（二）光電探測器件研發(fā)
在 “鎳 - 金” 雙層電極制備中，設(shè)備通過射頻濺射電荷補(bǔ)償技術(shù)，將藍(lán)寶石襯底上的薄膜均勻度偏差控制在 ±2% 以內(nèi)，鎳電極方阻穩(wěn)定在 5Ω/sq 以下；10 組并行參數(shù)設(shè)置功能，幫助團(tuán)隊快速篩選出最優(yōu)濺射功率（150W）與氬氣流量（30sccm），使電極附著力提升 40%，光電探測器的響應(yīng)速度從傳統(tǒng)設(shè)備制備的 50μs 提升至 10μs，相關(guān)技術(shù)方案已申請 2 項國家專利。
此外，設(shè)備的多場景適配性滿足了深大 5 個課題組的共享需求，累計完成 300 余次實驗，支持 10 余名研究生完成學(xué)位論文研究，成為實驗室 “高效科研 + 人才培養(yǎng)” 的雙重助力。
四、合作價值：科研與產(chǎn)業(yè)協(xié)同的典范
深圳微儀真空與深圳大學(xué)的此次合作，不僅是 “定制化設(shè)備賦能科研” 的成功實踐，更凸顯了國內(nèi)高端真空鍍膜設(shè)備制造商的技術(shù)實力。相較于進(jìn)口設(shè)備，深圳微儀真空的定制化方案不僅成本降低 30%，且技術(shù)響應(yīng)周期縮短至 1 個月，設(shè)備維護(hù)與軟件升級更便捷，為高校科研提供了高性價比的本土化選擇。
未來，深圳微儀真空將繼續(xù)以高?？蒲行枨鬄閷?dǎo)向，深化 “磁場控制技術(shù)”“原位監(jiān)測技術(shù)” 的研發(fā)，計劃推出搭載 AI 工藝優(yōu)化功能的新一代設(shè)備，進(jìn)一步提升鍍膜過程的智能化水平，助力更多高校實現(xiàn)科研突破，推動我國真空鍍膜技術(shù)在科研與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的雙向發(fā)展。
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