真空磁控濺射

磁控濺射的種類：磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點(diǎn)：利用磁場與電場交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。靶源分平衡式和非平衡式，平衡式靶源鍍膜均勻，非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強(qiáng)。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。磁控陰極按照磁場位形分布不同，大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。平衡態(tài)磁控陰極內(nèi)外磁鋼的磁通量大致相等，兩極磁力線閉合于靶面，很好地將電子/等離子體約束在靶面附近，增加了碰撞幾率，提高了離化效率，因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電，靶材利用率相對較高。但由于電子沿磁力線運(yùn)動主要閉合于靶面，基片區(qū)域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術(shù)，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)磁極，兩極磁力線在靶面不完全閉合，部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區(qū)域，從而部分電子可以沿著磁力線擴(kuò)展到基片，增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。物相沉積技術(shù)普遍應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域。真空磁控濺射

磁控濺射生成的薄膜厚度的均勻性是成膜性質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，因此有必要研究影響磁控濺射均勻性的因素，以更好的實(shí)現(xiàn)磁控濺射均勻鍍膜。簡單的說磁控濺射就是在正交的電磁場中，閉合的磁場束縛電子圍繞靶面做螺線運(yùn)動，在運(yùn)動過程中不斷撞擊工作氣體氬氣電離出大量的氬離子，氬離子在電場作用下加速轟擊靶材，濺射出呈中性的靶原子（或分子）沉積在基片上成膜。所以要實(shí)現(xiàn)均勻的鍍膜，就需要均勻的濺射出靶原子（或分子），這就要求轟擊靶材的氬離子是均勻的且是均勻的轟擊的。由于氬離子在電場作用下加速轟擊靶材，所以均勻轟擊很大程度上依賴電場的均勻。真空磁控濺射真空磁控濺射鍍膜這種工藝可以沉積任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。

在各種濺射鍍膜技術(shù)中，磁控濺射技術(shù)是較重要的技術(shù)之一，為了制備大面積均勻且批量一致好的薄膜，釆用優(yōu)化靶基距、改變基片運(yùn)動方式、實(shí)行膜厚監(jiān)控等措施。多工位磁控濺射鍍膜儀器由于其速度比可調(diào)以及同時制作多個基片，效率大幅度提高，被越來越多的重視和使用。在實(shí)際鍍膜中，有時靶材料是不宜中間開孔的，而且對于磁控濺射系統(tǒng)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中通過改變靶形狀來改善膜厚均勻性的方法是行不通的。因此找到一種能改善膜厚均勻性并且可行的方法是非常有必要且具有重要意義的。

磁控濺射又稱為高速低溫濺射。在磁場約束及增強(qiáng)下的等離子體中的工作氣體離子，在靶陰極電場的加速下，轟擊陰極材料，使材料表面的原子或分子飛離靶面，穿越等離子體區(qū)以后在基片表面淀積、遷移較終形成薄膜。與二極濺射相比較，磁控濺射的沉積速率高，基片升溫低，膜層質(zhì)量好，可重復(fù)性好，便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。它的發(fā)展引起了薄膜制備工藝的巨大變革。磁控濺射源在結(jié)構(gòu)上必須具備兩個基本條件:(1)建立與電場垂直的磁場;(2)磁場方向與陰極表面平行，并組成環(huán)形磁場。磁控濺射就是提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。

PVD技術(shù)特征：過濾陰極弧：過濾陰極電弧配有高效的電磁過濾系統(tǒng)，可將弧源產(chǎn)生的等離子體中的宏觀大顆粒過濾掉，因此制備的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蝕性能好，與機(jī)體的結(jié)合力很強(qiáng)。離子束：離子束加工是在真空條件下，先由電子槍產(chǎn)生電子束，再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中，使低壓惰性氣體離子化。由負(fù)極引出陽離子又經(jīng)加速、集束等步驟，獲得具有一定速度的離子投射到材料表面，產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)萬倍，所以離子束比電子束具有更大的撞擊動能，是靠微觀的機(jī)械撞擊能量來加工的。相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備包括真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)、真空濺射鍍膜機(jī)和真空離子鍍膜機(jī)。河北金屬磁控濺射特點(diǎn)

基板有低溫性，相對于二級濺射和熱蒸發(fā)來說，磁控濺射加熱少。真空磁控濺射

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，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽極時，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)。真空磁控濺射

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