浙江專業(yè)磁控濺射原理

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(diǎn)：1、基片溫度低?？衫藐枠O導(dǎo)走放電時(shí)產(chǎn)生的電子，而不必借助基材支架接地來完成，可以有效減少電子轟擊基材，因而基材的溫度較低，非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場(chǎng)不均所導(dǎo)致，靶的局部位置刻蝕速率較大，使靶材有效利用率較低（只20％-30％的利用率）。因此，想要提高靶材利用率，需要通過一定手段將磁場(chǎng)分布改變，或者利用磁鐵在陰極中移動(dòng)，也可提高靶材利用率。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、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。浙江專業(yè)磁控濺射原理

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程中的氣體壓力，也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。海南磁控濺射平臺(tái)磁控濺射又稱為高速低溫濺射。

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(chǎng)和交變磁場(chǎng)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。磁控濺射是70年代迅速發(fā)展起來的一種“高速低溫濺射技術(shù)”。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁場(chǎng)。當(dāng)濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速為高能電子后，并不直接飛向陽極，而是在正交電磁場(chǎng)作用下作來回振蕩的近似擺線的運(yùn)動(dòng)。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉(zhuǎn)移能量，使之電離而本身變成低能電子。這些低能電子較終沿磁力線漂移到陰極附近而被吸收，避免高能電子對(duì)極板的強(qiáng)烈轟擊，消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷，體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點(diǎn)。由于外加磁場(chǎng)的存在，電子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)增加了電離率，實(shí)現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術(shù)特點(diǎn)是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)，一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：（1）成膜致密、均勻。濺射的薄膜聚集密度普遍提高了。從顯微照片看，濺射的薄膜表面微觀形貌比較精致細(xì)密，而且非常均勻。（2）濺射的薄膜均具有優(yōu)異的性能。如濺射的金屬膜通常能獲得良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能及某些特殊性能。（3）易于組織大批量生產(chǎn)。磁控源可以根據(jù)要求進(jìn)行擴(kuò)大，因此大面積鍍膜是容易實(shí)現(xiàn)的。再加上濺射可連續(xù)工作，鍍膜過程容易自動(dòng)控制，因此工業(yè)上流水線作業(yè)完全成為可能。（4）工藝環(huán)保。傳統(tǒng)的濕法電鍍會(huì)產(chǎn)生廢液、廢渣、廢氣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。不產(chǎn)生環(huán)境污染、生產(chǎn)效率高的磁控濺射鍍膜法則可較好解決這一難題。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。

磁控濺射技術(shù)發(fā)展過程中各項(xiàng)技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對(duì)等離子體進(jìn)行的控制等方面。通過對(duì)電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和空間不同種類粒子分布參數(shù)的控制，使膜層質(zhì)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(guān)，如靶的刻蝕狀態(tài)，靶的電磁場(chǎng)設(shè)汁等，因此，為保證膜厚均勻性，國(guó)外的薄膜制備公司或鍍膜設(shè)備制造公司都有各自的關(guān)于鍍膜設(shè)備(包括中心部件“靶”)的整套設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還有很多專門從事靶的分析、設(shè)計(jì)和制造的公司，并開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)客戶的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計(jì)方面與國(guó)際先進(jìn)水平之間還存在較大差距。玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過傳動(dòng)來進(jìn)行的。山西智能磁控濺射方案

磁控濺射的原理：靶材背面加上強(qiáng)磁體，形成磁場(chǎng)。浙江專業(yè)磁控濺射原理

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：（1）操作易控。鍍膜過程，只要保持工作壓強(qiáng)、電功率等濺射條件相對(duì)穩(wěn)定，就能獲得比較穩(wěn)定的沉積速率。（2）沉積速率高。在沉積大部分的金屬薄膜，尤其是沉積高熔點(diǎn)的金屬和氧化物薄膜時(shí)，如濺射鎢、鋁薄膜和反應(yīng)濺射TiO2、ZrO2薄膜，具有很高的沉積率。（3）基板低溫性。相對(duì)二極濺射或者熱蒸發(fā)，磁控濺射對(duì)基板加熱少了，這一點(diǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)織物的上濺射相當(dāng)有利。（4）膜的牢固性好。濺射薄膜與基板有著極好的附著力，機(jī)械強(qiáng)度也得到了改善。浙江專業(yè)磁控濺射原理

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