4-1 蒸鍍系統
本專題中，製鍍薄膜所使用的系統為離子輔助鍍膜機系統如圖 4-1 所示，其中包含了真空系統、電子槍蒸鍍系統、離子輔助系統及 監控系統。
圖 4-1 離子輔助鍍膜機系統
4-1-1 真空系統
本實驗架設之真空系統，採用機械幫浦配合魯氏幫浦的輔助做粗 抽，當真空度抽至8 Pa 左右，轉換成冷凝幫浦(Polycold)做高真空的 抽取，操作真空度可於30分鐘內加熱至300℃，並達到1.33× 10-4 Pa。
石英監控
離子槍 電子槍
PBN
To pump
基板 光學監控
薄膜
當真空度介於1.33× 102 ~1.33× 10-1Pa 範圍內以熱導式真空計監控真 空度，在1 ~ 1× 10-6Pa 範圍內則以Ion Gauge 真空計監控之。
4-1-2 電子槍蒸鍍系統
電 子 槍 的 最 大 輸 出 功 率 為10KW 以 上 ， 腔 體 有 效 直 徑 為 1100mm，靶材至基板中心距離為935mm，以石英燈管作為加熱源，
最高可達550℃，離子源上方之氣環通氧氣，進氣量範圍為0.4~20 sccm。
4-1-3 離子源輔助系統
使用無柵極離子源(SINTECH Ion System ST-2000 型)其工作電 壓範圍為40~300V，陽極電流範圍為0.5~3A，進氣量範圍為
0~20sccm，工作氣體為氧氣。
4-1-4 監控系統
採用石英振盪器監控薄膜厚度，量測厚度誤差±0.5%，解析度 0.02Å /sec。
4-2 實驗架構
本專題所提出的是一種操作簡便且精準度高的實驗量測架構 ， 如圖4-2 所示，包含第一部分是紅銅材料所製的加熱探針，第三部分 是待測的金屬氧化膜，第四部份是矽基板，第五部分是銅散熱器，以 及精準控制的升降台，其主要功能是讓加熱探針與待測的金屬氧化
膜，做細微的接觸，然而除了上述的架構外，還包括光學顯微鏡並以 電腦操控(電腦內安裝有影像擷取卡及影像處理分析軟體)，以方便樣 品觀察、影像擷取及數據分析。
探針(1) 探針頭(2)
薄膜(3) 基板(4) 散熱器(5)
升 降 台 溫度控制器
圖4-2 自製熱傳導量測儀
4-2-1 實驗量測
根據實驗架構，其金屬氧化膜熱傳導係數之實驗量測步驟，玆分 析如下：
步驟一：薄膜光學常數的量測。
在研究薄膜熱傳導係數時，薄膜的厚度也是一個重要參數，而 測定薄膜厚度的方法有很多種。本實驗中膜厚的測定係以1976年 Manifacier[20]提出的包絡法(envelope method)為基礎，此法適用於弱吸 收膜。利用光譜儀，量出薄膜的穿透率T ，利用電腦程式推算出薄膜 的光學常數：即折射率n、消光係數k 及膜厚。
步驟二：半徑的量測。
將利用光學顯微鏡，並接上電腦(電腦內安裝有影像擷取卡及影像 處理分析軟體)，量測探針頭的半徑及接觸後的圓面積。
步驟三：加熱探針與樣品的接觸
將樣品放置在散熱器上方，並啟動加熱器加熱，使加熱探針達到 均勻的平衡態，接著加熱探針與樣品接觸，使熱能通過加熱探針到達 樣品，然後利用thermo-meter量測溫度。
步驟四：溫度梯度變化的量測。
當熱能進入具有熱阻的樣品時，控制及調整加熱器溫度，溫度計 一端與探針相連結，另一端與散熱器相連結，由於熱源在上方，此時 熱流將會由上往下傳遞，因此加熱探針至散熱器之間，會形成溫度梯 度的變化。
步驟五：求出薄膜的熱傳導係數。
結合上述各個步驟所量測的參數，代入(2-21)式，即可求出金屬 氧化薄膜的熱傳導係數(k)，然後重複多次上述實驗，用統計分析方法 求出準確度較高的金屬氧化薄膜熱傳導係數。
步驟六：整理實驗數據及電腦繪圖分析。
整理實驗數據，並進行數據分析以及繪圖整理。