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: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。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)和非平衡磁控陰極。具體應(yīng)用需選擇不一樣的磁控設(shè)備類型。真空鍍膜中離子鍍簡化可以大量的鍍前清洗工作。合肥真空鍍膜工藝
基片溫度對薄膜結(jié)構(gòu)有較大影響,基片溫度高,使吸附原子的動能增大,跨越表面勢壘的幾率增多,容易結(jié)晶化,并使薄膜缺陷減少,同時薄膜內(nèi)應(yīng)力也會減少,基片溫度低,則易形成無定形結(jié)構(gòu)膜。 材料飽和蒸汽壓隨溫度的上升而迅速增大,所以實驗時必須控制好蒸發(fā)源溫度。蒸發(fā)鍍膜常用的加熱方法時電阻大電流加熱,采用鎢,鉬,鉑等高熔點的金屬。真空鍍膜時,飛抵基片的氣化原子或分子,一部分被反射,一部分被蒸發(fā)離開,剩下的要么結(jié)合在一起,再捕獲其他原子或分子,使得自己增大;或者單個原子或分子在基片上自由擴散,逐漸生長,覆蓋整個基片,形成鍍膜。注意的是基片的清潔度和完整性將影響到鍍膜的形成速率和質(zhì)量鹽城真空鍍膜工藝真空鍍膜鍍的薄膜與基體結(jié)合強度好,薄膜牢固。
ALD允許在原子層水平上精確控制膜厚度。而且,可以相對容易地形成不同材料的多層結(jié)構(gòu)。由于其高反應(yīng)活性和精度,它在精細(xì)和高效的半導(dǎo)體領(lǐng)域(如微電子和納米技術(shù))中非常有用。由于ALD通常在相對較低的溫度下操作,因此在使用易碎的底物例如生物樣品時是有用的,并且在使用易于熱解的前體時也是有利的。由于它具有出色的投射能力,因此可以輕松地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的粉末和形狀。 眾所周知,ALD工藝非常耗時。例如,氧化鋁的膜形成為每個循環(huán)0.11nm,并且每小時的標(biāo)準(zhǔn)膜形成量為100至300nm。由于ALD通常用于制造微電子和納米技術(shù)的基材,因此不需要厚膜形成。通常,當(dāng)需要大約μm的膜厚度時,就膜形成時間而言,ALD工藝是困難的。作為物質(zhì)限制,前體必須是揮發(fā)性的。另外,成膜靶必須能夠承受前體分子的化學(xué)吸附所必需的熱應(yīng)力。
真空鍍膜的方法:濺射鍍膜:在鋼材、鎳、鈾、金剛石表面鍍鈦金屬薄膜,提高了鋼材、鈾、金剛石等材料的耐腐蝕性能,使得使用領(lǐng)域更加普遍;而鎂作為硬組織植入材料,在近年來投入臨床使用,當(dāng)在鎂表面鍍制一層鈦金屬薄膜,不僅加強了材料的耐蝕性,而且鈦生物體相容性好,比重小、毒性低、更易為人體所接受;在云母、硅片、玻璃等材料上鍍上鈦金屬薄膜,研究其對電磁波的反射、吸收、透射作用,對于高效太陽能吸收、電磁輻射、噪音屏蔽吸收和凈化等領(lǐng)域具有重要意義。除此之外,磁控濺射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)或金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長困難及不適用的鈦薄膜沉積,可以獲得大面積非常均勻的薄膜。包括歐姆接觸Ti金屬電極薄膜及可用于柵絕緣層或擴散勢壘層的TiN、TiO2等介質(zhì)薄膜沉積。在現(xiàn)代機械加工工業(yè)中,濺鍍包括Ti金屬、TiAl6V4合金、TiN、TiAlN、TiC、TiCN、TiAlOX、TiB2、等超硬材料,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,應(yīng)用越來越普遍。真空鍍膜技術(shù)有真空束流沉積鍍膜。
磁控濺射技術(shù)可制備裝飾薄膜、硬質(zhì)薄膜、耐腐蝕摩擦薄膜、超導(dǎo)薄膜、磁性薄膜、光學(xué)薄膜,以及各種具有特殊功能的薄膜,是一種十分有效的薄膜沉積方法,在各個工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣?!盀R射”是指具有一定能量的粒子(一般為Ar+離子)轟擊固體(靶材)表面,使得固體(靶材)分子或原子離開固體,從表面射出,沉積到被鍍工件上。磁控濺射是在靶材表面建立與電場正交磁場,電子受電場加速作用的同時受到磁場的束縛作用,運動軌跡成擺線,增加了電子和帶電粒子以及氣體分子相碰撞的幾率,提高了氣體的離化率,提高了沉積速率。真空鍍膜機大功率脈沖磁控濺射技術(shù)的脈沖峰值功率是普通磁控濺射的100倍,在1000~3000W/cm2范圍。天津PVD真空鍍膜
真空鍍膜中離子鍍的鍍層棱面和凹槽都可均勻鍍復(fù),不致形成金屬瘤。合肥真空鍍膜工藝
磁控濺射技術(shù)比蒸發(fā)技術(shù)的粒子能量更高,膜基結(jié)合力更好,“磁控濺射離子鍍膜技術(shù)”就是在普通磁控濺射技術(shù)的基礎(chǔ)上,在被鍍工件表面加偏壓,金屬離子在偏壓電場的作用力下,沉積在工件表面,膜層質(zhì)量和膜基結(jié)合力又遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通的磁控濺射鍍膜技術(shù)。根據(jù)靶材的形狀,磁控濺射靶可分為圓形磁控濺射靶、平面磁控濺射靶和柱狀磁控濺射靶。圓形靶主要用于科研和少量的工業(yè)應(yīng)用,平面靶和柱狀靶在工業(yè)上大量使用,特別是柱狀靶,憑借超高的靶材利用率和穩(wěn)定的工作狀態(tài),越來越多的被使用。合肥真空鍍膜工藝