河南真空磁控濺射用處

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-07-18

磁控濺射的工藝研究:1、氣體環(huán)境:真空系統(tǒng)和工藝氣體系統(tǒng)共同控制著氣體環(huán)境。首先,真空泵將室體抽到一個(gè)高真空。然后,由工藝氣體系統(tǒng)充入工藝氣體,將氣體壓強(qiáng)降低到大約2X10-3torr。為了確保得到適當(dāng)質(zhì)量的同一膜層,工藝氣體必須使用純度為99.995%的高純氣體。在反應(yīng)濺射中,在反應(yīng)氣體中混合少量的惰性氣體可以提高濺射速率。2、氣體壓強(qiáng):將氣體壓強(qiáng)降低到某一點(diǎn)可以提高離子的平均自由程、進(jìn)而使更多的離子具有足夠的能量去撞擊陰極以便將粒子轟擊出來(lái),也就是提高濺射速率。超過(guò)該點(diǎn)之后,由于參與碰撞的分子過(guò)少則會(huì)導(dǎo)致離化量減少,使得濺射速率發(fā)生下降。如果氣壓過(guò)低,等離子體就會(huì)熄滅同時(shí)濺射停止。提高氣體壓強(qiáng)可提高離化率,但是也就降低了濺射原子的平均自由程,這也可以降低濺射速率。能夠得到較大沉積速率的氣體壓強(qiáng)范圍非常狹窄。如果進(jìn)行的是反應(yīng)濺射,由于它會(huì)不斷消耗,所以為了維持均勻的沉積速率,必須按照適當(dāng)?shù)乃俣妊a(bǔ)充新的反應(yīng)鍍渡。反應(yīng)磁控濺射普遍應(yīng)用于化合物薄膜的大批量生產(chǎn)。河南真空磁控濺射用處

河南真空磁控濺射用處,磁控濺射

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(shù)。通常,利用低壓惰性氣體輝光放電來(lái)產(chǎn)生入射離子。陰極靶由鍍膜材料制成,基片作為陽(yáng)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(fù)高壓或13.56MHz的射頻電壓作用下產(chǎn)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(jí)濺射、三級(jí)或四級(jí)濺射、磁控濺射、對(duì)靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對(duì)稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應(yīng)濺射等。深圳反應(yīng)磁控濺射特點(diǎn)磁控陰極按照磁場(chǎng)位形分布不同,大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。

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磁控濺射是物相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料,且具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的磁控濺射法更是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因?yàn)槭窃诘蜌鈮合逻M(jìn)行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過(guò)在靶陰極表面引入磁場(chǎng),利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來(lái)提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過(guò)程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復(fù)雜的散射過(guò)程,和靶原子碰撞,把部分動(dòng)量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級(jí)聯(lián)過(guò)程。在這種級(jí)聯(lián)過(guò)程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量,離開(kāi)靶被濺射出來(lái)。

平衡磁控濺射即傳統(tǒng)的磁控濺射,是在陰極靶材背后放置芯部與外環(huán)磁場(chǎng)強(qiáng)度相等或相近的永磁體或電磁線圈,在靶材表面形成與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)。沉積室充入一定量的工作氣體,通常為Ar,在高壓作用下Ar原了電離成為Ar+離子和電子,產(chǎn)生輝光放電,Ar+離子經(jīng)電場(chǎng)加速轟擊靶材,濺射出靶材原子、離子和二次電子等。電子在相互垂直的電磁場(chǎng)的作用下,以擺線方式運(yùn)動(dòng),被束縛在靶材表面,延長(zhǎng)了其在等離子體中的運(yùn)動(dòng)軌跡,增加其參與氣體分子碰撞和電離的過(guò)程,電離出更多的離子,提高了氣體的離化率,在較低的氣體壓力下也可維持放電,因而磁控濺射既降低濺射過(guò)程中的氣體壓力,也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。單向脈沖正電壓段的電壓為零!濺射發(fā)生在負(fù)電壓段。

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脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進(jìn)行磁控濺射沉積。脈沖濺射可以有效地抑制電弧產(chǎn)生進(jìn)而消除由此產(chǎn)生的薄膜缺陷,同時(shí)可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列明顯的優(yōu)點(diǎn),是濺射絕緣材料沉積的首先選擇的工藝過(guò)程。高功率脈沖磁控濺射技術(shù)作為一種高離化率物理中氣相沉積技術(shù),可以明顯提高薄膜結(jié)構(gòu)可控性,進(jìn)而獲得優(yōu)異的薄膜性能,對(duì)薄膜工業(yè)的發(fā)展有重要意義。近幾年來(lái),高功率脈沖磁控濺射技術(shù)在國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域和工業(yè)界受到了普遍關(guān)注和重視。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜,非平衡多用于磨損裝飾膜。湖北多功能磁控濺射平臺(tái)

磁鐵有助于加速薄膜的生長(zhǎng),因?yàn)閷?duì)原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。河南真空磁控濺射用處

磁控濺射鍍膜常見(jiàn)領(lǐng)域應(yīng)用: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(jiǎn)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。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(yáng)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。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。4、一些不適合化學(xué)氣相沉積的材料可以通過(guò)磁控濺射沉積,這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。5、機(jī)械工業(yè):如表面功能膜、超硬膜、自潤(rùn)滑膜等。這些膜能有效提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性,從而大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命。6、光領(lǐng)域:閉場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃,特別是,透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽(yáng)能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。河南真空磁控濺射用處

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