[实用新型]10～100μm固体薄膜厚度的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量固体薄膜的装置，具体涉及10～100μm固体薄膜厚度的测量装置。

背景技术

工业或实验室应用的薄膜，其厚度是一个非常重要的参数。薄膜的“尺寸效应”影响到薄膜电阻率、霍尔系数、光反射率等性质，关系到薄膜能否正常工作。

通常10～100μm薄膜厚度的测量方法有光透射、干涉、偏振、反射法等光学方法，但对于固体薄膜，此方法不适用；X射线测厚仪，扫描电镜、台阶仪、全息法测试薄膜厚度精度高但是价格昂贵，操作较为繁琐；超声波测厚仪、涡流测厚仪等需要标准试样，增加测量成本，仪器造价较高。但是价格昂贵、测试方法较麻烦，且普通光源无法满足吸光材料的厚度测试条件。

对于10～100μm固体薄膜，特别是附着于基底的薄膜厚度测量，特别需要一种操作简单、造价便宜、准确度较高的测量装置。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供10～100μm固体薄膜厚度的测量装置。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

10～100μm固体薄膜厚度的测量装置，包括由夹具夹持的两片氧化铝陶瓷夹片，所述的两片氧化铝陶瓷夹片之间夹有裸露的薄膜或涂覆于基底上的薄膜，所述薄膜与氧化铝陶瓷夹片或基底的衬度不同。

所述的两片氧化铝陶瓷夹片的两侧由继电器或铷铁硼磁铁固定。

所述薄膜为铁酸镧薄膜、锰酸镧薄膜、铬酸镧薄膜、锰酸锂薄膜或PVC薄膜，所述薄膜的尺寸小于等于25mm×50mm。

所述基底为氧化铝、铝箔或二氧化硅，所述基底有一平直边，该平直边与薄膜接触，并与其中的一片氧化铝陶瓷夹片平齐。

本实用新型的使用方法：

利用两片氧化铝陶瓷夹片夹住裸露的薄膜或涂覆于基底上的薄膜，用继电器或铷铁硼磁铁固定以夹具夹持的氧化铝陶瓷夹片，并置于维式硬度计的显微镜下观察，氧化铝陶瓷夹片竖直放置，薄膜与氧化铝陶瓷夹片或基底之间存在衬度差异，利用显微镜的微分头读出两片氧化铝陶瓷夹片之间的距离或靠近薄膜两侧的氧化铝陶瓷夹片与基底一侧之间的距离，即为薄膜厚度。

薄膜为铁酸镧薄膜、锰酸镧薄膜、铬酸镧薄膜、锰酸锂薄膜或PVC薄膜，在显微镜下与氧化铝陶瓷夹片有衬度差异，只要能看出氧化铝的界面就可以测厚度；基底为氧化铝、铝箔或二氧化硅等非黑色的，对光的反射作用强，与薄膜形成衬度差，在显微镜下观察能观测到形貌，或是反光的光亮区。

所述薄膜的尺寸小于等于25mm×50mm。

所述基底有一平直边，该平直边与其中的一片氧化铝陶瓷夹片平齐。

所述基底有一平直边，该平直面与薄膜接触。

所述显微镜视场有100和400倍，其中，用100倍视场测量时，最终结果是原始结果的4被。

所述薄膜厚度为形状厚度，是薄膜的平均厚度；薄膜被夹持在两片氧化铝陶瓷夹片的中间时，薄膜的两个侧面与氧化铝陶瓷夹片直接接触，薄膜的形状厚度即为真实厚度。

本实用新型的工作原理：

薄膜是吸光的，呈现黑色，而氧化铝陶瓷夹片是白色的，本实用新型的氧化铝陶瓷夹片边界平直，棱角分明，与固体薄膜材料的衬度相差很大，相对于固体薄膜，氧化铝陶瓷夹片在100光学放大后的显微形貌清晰、易于分辨，如图4，利用显微镜的微分头即可读出两片氧化铝陶瓷夹片之间的距离，即为薄膜厚度。

薄膜在显微镜下不易观察到界面，而氧化铝陶瓷夹片能清晰的观察到边界，本实用新型的氧化铝陶瓷夹片边界平直，棱角分明，与薄膜材料的衬度相差很大，相对于薄膜，氧化铝陶瓷夹片在100光学放大后的显微形貌清晰、易于分辨，如图2，利用显微镜的微分头即可读出两片氧化铝陶瓷夹片之间的距离，即为薄膜厚度。而对于有基底的薄膜，如果基底材料在显微镜下也能清晰的分辨出与薄膜的接触界面，那么此界面与氧化铝陶瓷片间的距离即为薄膜厚度，如图4所示。

本实用新型的氧化铝陶瓷夹片竖直放置。厚度测试不受薄膜形状的影响，薄膜的测试面倾斜或不平整对测试无影响；但是对于涂覆于基底上的薄膜，基底应该有一平直边，并与夹片平齐。

本实用新型测试的薄膜厚度为薄膜的形状厚度，是薄膜试样的平均厚度。如图3所示，薄膜被夹持在氧化铝陶瓷夹片中间，薄膜的两个侧面与氧化铝陶瓷夹片直接接触，近似于重合的界面，这样氧化铝陶瓷夹片间的距离即等于薄膜厚度。