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(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點(diǎn)是成膜速率高,基片溫度低,膜的粘附性好,可實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設(shè)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(diǎn)是在陽極基片和陰極靶之間加一個(gè)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?yàn)槿绻墙^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。磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):膜的牢固性好。吉林多層磁控濺射特點(diǎn)
磁控濺射方法可用于制備多種材料,如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等。它具有設(shè)備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).磁控濺射發(fā)展至今,除了上述一般濺射方法的優(yōu)點(diǎn)外,還實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用:1.各種功能薄膜:如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能.例如,在低溫下沉積氮化硅減反射膜以提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率.2.微電子:可作為非熱鍍膜技術(shù),主要用于化學(xué)氣相沉積(CVD).3.裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用:如各種全反射膜和半透明膜;比如手機(jī)殼、鼠標(biāo)等.江西單靶磁控濺射方案真空磁控濺射鍍膜技術(shù)所鍍玻璃多用于建筑玻璃和汽車玻璃這兩大用處。
磁控濺射包括很多種類,各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點(diǎn):利用磁場與電場交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行,從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易,而實(shí)際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面,也發(fā)生在陽極,真空腔體表面以及靶源表面,從而引起滅火,靶源和工件表面起弧等。國外發(fā)明的孿生靶源技術(shù),很好的解決了這個(gè)問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極,從而消除陽極表面氧化或氮化。
真空磁控濺射鍍膜特別適用于反應(yīng)沉積鍍膜,實(shí)際上,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。此外,該工藝也特別適合用于多層膜結(jié)構(gòu)的沉積,包括了光學(xué)設(shè)計(jì)、彩色膜、耐磨涂層、納米層壓板、超晶格鍍膜、絕緣膜等。早在1970年,已經(jīng)有了高質(zhì)量的光學(xué)薄膜沉積案例,開發(fā)了多種光學(xué)膜層材料。這些材料包括有透明導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體、聚合物、氧化物、碳化物以及氮化物等,至于氟化物則多是用在蒸發(fā)鍍膜等工藝當(dāng)中。磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。
高速率磁控濺射的一個(gè)固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率。高的沉積速率意味著高的粒子流飛向基片,導(dǎo)致沉積過程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長薄膜上,引起沉積溫度明顯增加。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走,薄膜的較大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán),還要求良好的靶材導(dǎo)熱率及較薄膜的靶厚度。同時(shí)高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%~30%,因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個(gè)問題。磁控濺射特點(diǎn):可制備成靶的材料廣,幾乎所有金屬,合金和陶瓷材料都可以制成靶材。安徽平衡磁控濺射儀器
磁控濺射技術(shù)得以普遍的應(yīng)用,是由該技術(shù)有別于其它鍍膜方法的特點(diǎn)所決定的。吉林多層磁控濺射特點(diǎn)
磁控濺射設(shè)備原子的能量比蒸發(fā)原子的能量大許多倍;入射離子的能量很低時(shí),濺射原子角散布就不完全符合余弦散布規(guī)律。角散布還與入射離子方向有關(guān)。從單晶靶濺射出來的原子趨向于集中在晶體密度大的方向,因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量很小,所以即便運(yùn)用具有高能量的電子炮擊靶材也不會發(fā)生濺射現(xiàn)象。因?yàn)闉R射是一個(gè)雜亂的物理進(jìn)程,涉及的因素許多,長期以來關(guān)于濺射機(jī)理雖然進(jìn)行了許多的研究,提出過許多的理論,但都難以完善地解說濺射現(xiàn)象。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。吉林多層磁控濺射特點(diǎn)