磁控直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過(guò)程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極,從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料,不適于絕緣材料。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí),表面的離子電荷無(wú)法中和,這將導(dǎo)致靶面電位升高,外加電壓幾乎都加在靶上,兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小,甚至不能電離,導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止,濺射停止。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁模氂蒙漕l濺射法(RF)。濺射過(guò)程中涉及到復(fù)雜的散射過(guò)程和多種能量傳遞過(guò)程:入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞,入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子;某些靶材原子的動(dòng)能超過(guò)由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘(對(duì)于金屬是5-10eV),從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來(lái),產(chǎn)生離位原子;這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞,產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián);當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí),如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能(對(duì)于金屬是1-6eV),這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。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)。海南單靶磁控濺射用途
真空磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn):磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),在靶材表面建立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng),解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問(wèn)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(guò)精確地控制濺射鍍膜過(guò)程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過(guò)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)。遼寧脈沖磁控濺射原理反應(yīng)磁控濺射沉積過(guò)程中基板升溫較小,而且制膜過(guò)程中通常也不要求對(duì)基板進(jìn)行高溫加熱。
磁控濺射靶材鍍膜過(guò)程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電壓:濺射電壓對(duì)成膜速率的影響有這樣一個(gè)規(guī)律:電壓越高,濺射速率越快,而且這種影響在濺射沉積所需的能量范圍內(nèi)是緩和的、漸進(jìn)的。在影響濺射系數(shù)的因素中,在濺射靶材和濺射氣體之后,放電電壓確實(shí)很重要。一般來(lái)說(shuō),在正常的磁控濺射過(guò)程中,放電電壓越高,濺射系數(shù)越大,這意味著入射離子具有更高的能量。因此,固體靶材的原子更容易被濺射出并沉積在基板上形成薄膜。
磁控濺射設(shè)備的主要用途:(1)各種功能性薄膜:如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如,低溫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)裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用,如各種全反射膜及半透明膜等,如手機(jī)外殼,鼠標(biāo)等。(3)在微電子領(lǐng)域作為一種非熱式鍍膜技術(shù),主要應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積(CVD)或金屬有機(jī)。(4)化學(xué)氣相沉積(CVD)生長(zhǎng)困難及不適用的材料薄膜沉積,而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。(5)在光學(xué)領(lǐng)域:中頻閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學(xué)薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面得到應(yīng)用。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、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。(6)在機(jī)械加工行業(yè)中,表面功能膜、超硬膜,自潤(rùn)滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)得到長(zhǎng)足發(fā)展,能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能,從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射就是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng)。
磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),在靶材表面建立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng),解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問(wèn)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(guò)精確地控制濺射鍍膜過(guò)程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過(guò)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)。磁控濺射鍍膜的適用范圍:建材及民用工業(yè)中。山東磁控濺射平臺(tái)
能夠控制鍍層的厚度,同時(shí)可通過(guò)改變參數(shù)條件控制組成薄膜的顆粒大小。海南單靶磁控濺射用途
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?cè)?0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(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力,它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng),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(guò)多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí),已變成低能電子,從而不會(huì)使基片過(guò)熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。海南單靶磁控濺射用途
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