湖南脈沖磁控濺射工藝

直流濺射的結(jié)構(gòu)原理：真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊；安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地，作為陽(yáng)極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后，通入氬氣，并使其真空度維持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上，即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí)，在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū)，即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來(lái)的原子沉積在基片或工件上，形成鍍層。磁控濺射包括很多種類，各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。湖南脈沖磁控濺射工藝

磁控濺射技術(shù)得以普遍的應(yīng)用,是由該技術(shù)有別于其它鍍膜方法的特點(diǎn)所決定的。其特點(diǎn)可歸納為:可制備成靶材的各種材料均可作為薄膜材料,包括各種金屬、半導(dǎo)體、鐵磁材料,以及絕緣的氧化物、陶瓷等物質(zhì),尤其適合高熔點(diǎn)和低蒸汽壓的材料沉積鍍膜在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式,可沉積所需組分的混合物、化合物薄膜;在濺射的放電氣中加入氧、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;控制真空室中的氣壓、濺射功率,基本上可獲得穩(wěn)定的沉積速率,通過(guò)精確地控制濺射鍍膜時(shí)間,容易獲得均勻的高精度的膜厚,且重復(fù)性好;濺射粒子幾乎不受重力影響,靶材與基片位置可自由安排;基片與膜的附著強(qiáng)度是一般蒸鍍膜的10倍以上,且由于濺射粒子帶有高能量,在成膜面會(huì)繼續(xù)表面擴(kuò)散而得到硬且致密的薄膜,同時(shí)高能量使基片只要較低的溫度即可得到結(jié)晶膜;薄膜形成初期成核密度高,故可生產(chǎn)厚度10nm以下的極薄連續(xù)膜。上海反應(yīng)磁控濺射平臺(tái)磁控濺射粉體鍍膜技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了銀包銅粉、銀包鋁粉、鋁包硅粉等多種微納米級(jí)粉體的量產(chǎn)。

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(guò)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(guò)程中的氣體壓力，也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。

磁控濺射法：磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣，在陰極和陽(yáng)極之間施加幾百K直流電壓，在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電，使氬氣發(fā)生電離。優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：較常用的制備磁性薄膜的方法是磁控濺射法。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面，將靶材表面原子濺射出來(lái)沉積在基底表面上形成薄膜。通過(guò)更換不同材質(zhì)的靶和控制不同的濺射時(shí)間，便可以獲得不同材質(zhì)和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結(jié)合力強(qiáng)、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點(diǎn)。磁控濺射鍍膜的適用范圍：在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用。

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)。磁控濺射沉積速度快、基材溫升低、對(duì)膜層的損傷小。河北高溫磁控濺射優(yōu)點(diǎn)

玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過(guò)傳動(dòng)來(lái)進(jìn)行的。湖南脈沖磁控濺射工藝

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：（1）操作易控。鍍膜過(guò)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。湖南脈沖磁控濺射工藝

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