河北真空磁控濺射方案

為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀70年代的時候開發(fā)出了直流磁控濺射技術，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應用。其原理是：在磁控濺射中，由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產生螺旋運動，其運動路徑變長，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質量。同時，經過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時，已變成低能電子，從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產生明顯的不均勻刻蝕，導致靶材利用率低，一般只為20%-30%。反應磁控濺射沉積過程中基板升溫較小，而且制膜過程中通常也不要求對基板進行高溫加熱。河北真空磁控濺射方案

磁控濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面，使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術。通常，利用低壓惰性氣體輝光放電來產生入射離子。陰極靶由鍍膜材料制成，基片作為陽極，真空室中通入0.1-10Pa的氬氣或其它惰性氣體，在陰極（靶）1-3KV直流負高壓或13.56MHz的射頻電壓作用下產生輝光放電。電離出的氬離子轟擊靶表面，使得靶原子濺出并沉積在基片上，形成薄膜。濺射方法很多，主要有二級濺射、三級或四級濺射、磁控濺射、對靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應濺射等。吉林平衡磁控濺射技術真空磁控濺射鍍膜這種工藝可以沉積任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。

磁控濺射技術發(fā)展過程中各項技術的突破一般集中在等離子體的產生以及對等離子體進行的控制等方面。通過對電磁場、溫度場和空間不同種類粒子分布參數(shù)的控制，使膜層質量和屬性滿足各行業(yè)的要求。膜厚均勻性與磁控濺射靶的工作狀態(tài)息息相關，如靶的刻蝕狀態(tài)，靶的電磁場設汁等，因此，為保證膜厚均勻性，國外的薄膜制備公司或鍍膜設備制造公司都有各自的關于鍍膜設備(包括中心部件“靶”)的整套設計方案。同時，還有很多專門從事靶的分析、設計和制造的公司，并開發(fā)相關的應用設計軟件，根據(jù)客戶的要求對設備進行優(yōu)化設計。國內在鍍膜設備的分析及設計方面與國際先進水平之間還存在較大差距。

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場和交變磁場的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實現(xiàn)大面積鍍膜。該技術可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓，陽離子在電場的作用下轟擊靶材，它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材，因為如果是絕緣體靶材，則由于陽粒子在靶表面積累，造成所謂的“靶中毒”，濺射率越來越低。磁控濺射鍍膜的適用范圍：在鋁合金制品裝飾中的應用。

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點：1、沉積速率大。由于采用高速磁控電極，可獲得的離子流很大，有效提高了此工藝鍍膜過程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比，磁控濺射的產能高、產量大、于各類工業(yè)生產中得到普遍應用。2、功率效率高。磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內的電壓，通常為600V，因為600V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內。3、濺射能量低。磁控靶電壓施加較低，磁場將等離子體約束在陰極附近，可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑，改變電子的運動方向。江蘇真空磁控濺射鍍膜

磁控濺射靶材的分類：根據(jù)材料的成分不同，靶材可分為金屬靶材、合金靶材、無機非金屬靶材等。河北真空磁控濺射方案

磁控濺射技術是一門起源較早，但至今仍能夠發(fā)揮很大作用的技術。它的優(yōu)越性不只體現(xiàn)在鍍膜方面，更滲透到各個行業(yè)領域。時至如今，我國的濺射技術水平較之以前有了很大的突破。隨著時代進步和現(xiàn)代工業(yè)化生產需求，社會對磁控濺射工藝的要求也越來越高，這就需要廣大科研人員不斷深入探究，對這項技術進行進一步研究和改良，增強其精度和功能，滿足日益增長的現(xiàn)代工業(yè)需求，更好的為社會發(fā)展和科學進步貢獻力量。廣東省科學院半導體研究所。河北真空磁控濺射方案