江蘇反應(yīng)磁控濺射儀器

磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來，在靶材表面建立與電場正交磁場，解決了二極濺射沉積速率低，等離子體離化率低等問題，成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術(shù)相比具有如下特點(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；在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式，可沉積配比精確恒定的合金；在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體，可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜；通過精確地控制濺射鍍膜過程，容易獲得均勻的高精度的膜厚；通過離子濺射靶材料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài)，濺射靶的安裝不受限制，適合于大容積鍍膜室多靶布置設(shè)計(jì)；濺射鍍膜速度快，膜層致密，附著性好等特點(diǎn)，很適合于大批量，高效率工業(yè)生產(chǎn)。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。江蘇反應(yīng)磁控濺射儀器

脈沖磁控濺射的分類：（1）單向脈沖：單向脈沖正電壓段的電壓為零!濺射發(fā)生在負(fù)電壓段。由于零電壓段靶表面電荷中和效果不明顯。（2）、雙向脈沖：雙向脈沖在一個(gè)周期內(nèi)存在正電壓和負(fù)電壓兩個(gè)階段，在負(fù)電壓段，電源工作于靶材的濺射，正電壓段，引入電子中和靶面累積的正電荷，并使表面清潔，裸露出金屬表面。雙向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統(tǒng)，系統(tǒng)中的兩個(gè)磁控靶連接在同一脈沖電源上，兩個(gè)靶交替充當(dāng)陰極和陽極。陰極靶在濺射的同時(shí)，陽極靶完成表面清潔，如此周期性地變換磁控靶極性，就產(chǎn)生了“自清潔”效應(yīng)。河北脈沖磁控濺射技術(shù)磁控濺射目前是一種應(yīng)用十分普遍的薄膜沉積技術(shù)。

高速率磁控濺射本質(zhì)特點(diǎn)是產(chǎn)生大量的濺射粒子，導(dǎo)致較高的沉積速率。實(shí)驗(yàn)表明在較大的靶源密度在高速濺射，靶的濺射和局部蒸發(fā)同時(shí)發(fā)生，兩種過程的結(jié)合保證了較大的沉積速率（幾μm/min）并導(dǎo)致薄膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。與通常的磁控濺射比較，高速濺射和自濺射的特點(diǎn)在于較高的靶功率密度Wt=Pd/S>50Wcm-2，（Pd為磁控靶功率，S為靶表面積）。高速濺射有一定的限制，因此在特殊的環(huán)境才能保持高速濺射，如足夠高的靶源密度，靶材足夠的產(chǎn)額和濺射氣體壓力，并且要獲得較大氣體的離化率。較大限制高速沉積薄膜的是濺射靶的冷卻。

磁控濺射靶材鍍膜過程中，影響靶材鍍膜沉積速率的因素：濺射電流：磁控靶的濺射電流與濺射靶材表面的離子電流成正比，因此也是影響濺射速率的重要因素。磁控濺射有一個(gè)普遍規(guī)律，即在較佳氣壓下沉積速度較快。因此，在不影響薄膜質(zhì)量和滿足客戶要求的前提下，從濺射良率考慮氣體壓力的較佳值是合適的。改變?yōu)R射電流有兩種方法：改變工作電壓或改變工作氣體壓力。濺射功率：濺射功率對沉積速率的影響類似于濺射電壓。一般來說，提高磁控靶材的濺射功率可以提高成膜率。然而,這并不是一個(gè)普遍的規(guī)則。在磁控靶材的濺射電壓低，濺射電流大的情況下，雖然平均濺射功率不低，但離子不能被濺射，也不能沉積。前提是要求施加在磁控靶材上的濺射電壓足夠高，使工作氣體離子在陰極和陽極之間的電場中的能量足夠大于靶材的"濺射能量閾值"。高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產(chǎn)生濺射的一種磁控濺射技術(shù)。

磁控濺射的濺射技術(shù)：直流磁控濺射技術(shù)：為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀(jì)70年發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，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(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運(yùn)動電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運(yùn)動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動，其運(yùn)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(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽極時(shí)，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(diǎn)。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁場。福建平衡磁控濺射特點(diǎn)

相較于蒸發(fā)鍍膜，真空磁控濺射鍍膜的膜更均勻。江蘇反應(yīng)磁控濺射儀器

磁控濺射的工藝研究：1、磁場：用來捕獲二次電子的磁場必須在整個(gè)靶面上保持一致，而且磁場強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)合適。磁場不均勻就會產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強(qiáng)度如果不適當(dāng)，那么即使磁場強(qiáng)度一致也會導(dǎo)致膜層沉積速率低下，而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會使膜層受到污染。如果磁場強(qiáng)度過高，可能在開始的時(shí)候沉積速率會非常高，但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系，這個(gè)速率會迅速下降到一個(gè)非常低的水平。同樣，這個(gè)刻蝕區(qū)也會造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù)：在濺射過程中，通過改變改變這些參數(shù)可以進(jìn)行工藝的動態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強(qiáng)。江蘇反應(yīng)磁控濺射儀器

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