反應磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實現(xiàn)單機年產上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產。但是,直流反應濺射的反應氣體會在靶表面非侵蝕區(qū)形成絕緣介質層,造成電荷積累放電,導致沉積速率降低和不穩(wěn)定,進而影響薄膜的均勻性及重復性,甚至損壞靶和基片。為了解決這一問題,近年來發(fā)展了一系列穩(wěn)定等離子體以控制沉積速率,提高薄膜均勻性和重復性的技術。(1)采用雙靶中頻電源解決反應磁控濺射過程中因陽極被絕緣介質膜覆蓋而造成的等離子體不穩(wěn)定現(xiàn)象,同時還解決了電荷積累放電的問題。(2)利用等離子發(fā)射譜監(jiān)測等離子體中的金屬粒子含量,調節(jié)反應氣體流量使等離子體放電電壓穩(wěn)定,從而使沉積速率穩(wěn)定。(3)使用圓柱形旋轉靶減小絕緣介質膜的覆蓋面積。(4)降低輸入功率,并使用能夠在放電時自動切斷輸出功率的智能電源抑制電弧。(5)反應過程與沉積過程分室進行,既能有效提高薄膜沉積速率,又能使反應氣體與薄膜表面充分反應生成化合物薄膜。磁控濺射涂層有很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機械強度得到了改善,更好的附著力。浙江高溫磁控濺射過程
磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料,且具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。上世紀70年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因為是在低氣壓下進行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。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。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經歷復雜的散射過程,和靶原子碰撞,把部分動量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級聯(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量,離開靶被濺射出來。山東智能磁控濺射儀器電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用,因此更有可能在基底上沉積。
磁控濺射靶材的應用領域:眾所周知,靶材材料的技術發(fā)展趨勢與下游應用產業(yè)的薄膜技術發(fā)展趨勢息息相關,隨著應用產業(yè)在薄膜產品或元件上的技術改進,靶材技術也應隨之變化。如Ic制造商.近段時間致力于低電阻率銅布線的開發(fā),預計未來幾年將大幅度取代原來的鋁膜,這樣銅靶及其所需阻擋層靶材的開發(fā)將刻不容緩。另外,近年來平面顯示器大幅度取代原以陰極射線管為主的電腦顯示器及電視機市場。亦將大幅增加ITO靶材的技術與市場需求。此外在存儲技術方面。高密度、大容量硬盤,高密度的可擦寫光盤的需求持續(xù)增加.這些均導致應用產業(yè)對靶材的需求發(fā)生變化。下面我們將分別介紹靶材的主要應用領域,以及這些領域靶材發(fā)展的趨勢。
交流磁控濺射和直流濺射的區(qū)別:交流磁控濺射和直流濺射相比交流磁控濺射采用交流電源代替直流電源,解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。交流濺射時,靶對真空室壁不是恒定的負電壓,而是周期一定的交流脈沖電壓。設脈沖電壓的周期為T,在負脈沖T—△T時間間隔內,靶面處于放電狀態(tài),這一階段和直流磁控濺射相似;靶面上的絕緣層不斷積累正電荷,絕緣層上的場強逐步增大;當場強增大至一定限度后靶電位驟降為零甚至反向,即靶電位處于正脈沖△T階段。在△T時間內,放電等離子體中的負電荷─電子向靶面遷移并中和了絕緣層表面所帶的正電荷,使絕緣層內場強恢復為零,從而消除了靶面異常放電的可能性。磁控濺射發(fā)展至今,除了上述一般濺射方法的優(yōu)點外,還實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。
磁控濺射的優(yōu)點:1、沉積速度快、基材溫升低、對膜層的損傷??;2、對于大部分材料,只要能制成靶材,就可以實現(xiàn)濺射;3、濺射所獲得的薄膜與基片結合較好;4、濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好;5、濺射工藝可重復性好,可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜;6、能夠控制鍍層的厚度,同時可通過改變參數(shù)條件控制組成薄膜的顆粒大??;7、不同的金屬、合金、氧化物能夠進行混合,同時濺射于基材上;8、易于實現(xiàn)工業(yè)化。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。四川多功能磁控濺射
磁控濺射鍍膜的適用范圍:在鋁合金制品裝飾中的應用。浙江高溫磁控濺射過程
磁控濺射的材料性能:如果靶材是磁性材料,磁力線被靶材屏蔽,磁力線難以穿透靶材在靶材表面上方形成磁場,磁控的作用將大幅度降低。因此,濺射磁性材料時,一方面要求磁控靶的磁場要強一些,另一方面靶材也要制備的薄一些,以便磁力線能穿過靶材,在靶面上方產生磁控作用。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。浙江高溫磁控濺射過程
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