隨著工業(yè)的需求和表面技術(shù)的發(fā)展,新型磁控濺射如高速濺射、自濺射等成為磁控濺射領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢(shì)。高速濺射能夠得到大約幾個(gè)μm/min的高速率沉積,可以縮短濺射鍍膜的時(shí)間,提高工業(yè)生產(chǎn)的效率;有可能替代對(duì)環(huán)境有污染的電鍍工藝。當(dāng)濺射率非常高,以至于在完全沒(méi)有惰性氣體的情況下也能維持放電,即是只用離化的被濺射材料的蒸汽來(lái)維持放電,這種磁控濺射被稱為自濺射。被濺射材料的離子化以及減少甚至取消惰性氣體,會(huì)明顯地影響薄膜形成的機(jī)制,加強(qiáng)沉積薄膜過(guò)程中合金化和化合物形成中的化學(xué)反應(yīng)。由此可能制備出新的薄膜材料,發(fā)展新的濺射技術(shù),例如在深孔底部自濺射沉積薄膜。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。共濺射磁控濺射價(jià)格
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。安徽真空磁控濺射工藝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)。
真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(diǎn):1、沉積速率大。由于采用高速磁控電極,可獲得的離子流很大,有效提高了此工藝鍍膜過(guò)程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比,磁控濺射的產(chǎn)能高、產(chǎn)量大、于各類工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。2、功率效率高。磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內(nèi)的電壓,通常為600V,因?yàn)?00V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內(nèi)。3、濺射能量低。磁控靶電壓施加較低,磁場(chǎng)將等離子體約束在陰極附近,可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。
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)。單向脈沖正電壓段的電壓為零!濺射發(fā)生在負(fù)電壓段。
磁控濺射的種類:用磁控靶源濺射金屬和合金很容易,點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘?,等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體,則回路斷了。于是人們采用高頻電源,回路中加入很強(qiáng)的電容,這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容。但高頻磁控濺射電源昂貴,濺射速率很小,同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜,因而難大規(guī)模采用。為解決此問(wèn)題,發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶,加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕?。?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化,與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。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(wèn)題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面,也發(fā)生在陽(yáng)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。德國(guó)萊寶發(fā)明的孿生靶源技術(shù),很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。其原理是一對(duì)靶源互相為陰陽(yáng)極,從而消除陽(yáng)極表面氧化或氮化。冷卻是一切源所必需,因?yàn)槟芰亢艽笠徊糠洲D(zhuǎn)為熱量,若無(wú)冷卻或冷卻不足,這種熱量將使靶源溫度達(dá)一千度以上從而溶化整個(gè)靶源。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。天津多層磁控濺射價(jià)格
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。共濺射磁控濺射價(jià)格
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。共濺射磁控濺射價(jià)格
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