磁控濺射靶材的制備方法:磁控濺射靶材的制備技術(shù)方法按生產(chǎn)工藝可分為熔融鑄造法和粉末冶金法兩大類,在靶材的制備過程中,除嚴(yán)格控制材料的純度、致密度、晶粒度以及結(jié)晶取向之外,對熱處理工藝條件、后續(xù)成型加工過程亦需要加以嚴(yán)格的控制,以保證靶材的質(zhì)量。1、熔融鑄造法:與粉末冶金法相比,熔融鑄造法生產(chǎn)的靶材產(chǎn)品雜質(zhì)含量低,致密度高。2、粉末冶金法:通常,熔融鑄造法無法實(shí)現(xiàn)難熔金屬濺射靶材的制備,對于熔點(diǎn)和密度相差較大的兩種或兩種以上的金屬,采用普通的熔融鑄造法,一般也難以獲得成分均勻的合金靶材;對于無機(jī)非金屬靶材、復(fù)合靶材,熔融鑄造法更是無能為力,而粉末冶金法是解決制備上述靶材技術(shù)難題的較佳途徑。同時(shí),粉末冶金工藝還具有容易獲得均勻細(xì)晶結(jié)構(gòu)、節(jié)約原材料、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地,作為陽極。山東脈沖磁控濺射價(jià)格
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)氣相沉積或金屬有機(jī)。(4)化學(xué)氣相沉積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:中頻閉合場非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學(xué)薄膜、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,自潤滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問世以來得到長足發(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。磁控濺射除上述已被大量應(yīng)用的領(lǐng)域,還在高溫超導(dǎo)薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽能電池、記憶合金薄膜研究方面發(fā)揮重要作用。安徽金屬磁控濺射價(jià)格有些鍍膜要用到射頻電源,如功率大,需做好屏蔽處理。
特殊濺射沉積技術(shù):以上面幾種做基礎(chǔ),為達(dá)到某些特殊目的而產(chǎn)生的濺射技術(shù)。1、反應(yīng)濺射:可分為兩類,第一種情況是靶為純金屬、合金或混合物,通入的氣體是反應(yīng)氣體,或Ar加上一部分反應(yīng)氣體;第二種情況是靶為化合物,在純氬氣氣氛中濺射產(chǎn)生分解,使膜內(nèi)缺少一種或多種靶成分,在濺射時(shí)需要補(bǔ)充反應(yīng)氣體以補(bǔ)償損失的成分。常用的反應(yīng)氣體有氧、氮、氧+氮、乙炔、甲烷等。1)反應(yīng)過程,反應(yīng)發(fā)生在表面--靶或基體上,活性氣體也可以形成活性基團(tuán),濺射原子與活性基團(tuán)碰撞也會形成化合物沉積在基體上。當(dāng)通入的反應(yīng)氣體壓強(qiáng)很低,或靶的濺射產(chǎn)額很高時(shí)化合物的合成發(fā)生在基體上,而且化合物的成分取決于濺射粒子和反應(yīng)氣體到達(dá)基體的相對速度,這種條件下,靶面的化學(xué)反應(yīng)消失或者是化合物分解的速度遠(yuǎn)大于合成的速度;當(dāng)氣體壓強(qiáng)繼續(xù)升高,或?yàn)R射產(chǎn)額降低時(shí)化合反應(yīng)達(dá)到某個(gè)域值,此后在靶上的化學(xué)合成速度大于逸出速度,認(rèn)為化合物在靶面進(jìn)行。
磁控濺射靶材鍍膜過程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電壓:濺射電壓對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。一般來說,在正常的磁控濺射過程中,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。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)。
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。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面,也發(fā)生在陽極,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。德國萊寶發(fā)明的孿生靶源技術(shù),很好的解決了這個(gè)問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極,從而消除陽極表面氧化或氮化。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。向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統(tǒng),系統(tǒng)中的兩個(gè)磁控靶連接在同一脈沖電源上。江西專業(yè)磁控濺射過程
磁控濺射是物相沉積的一種。山東脈沖磁控濺射價(jià)格
特殊濺射沉積技術(shù):反應(yīng)濺射參數(shù)與生成物性能的關(guān)系:在純Ar狀態(tài)下濺射沉積的時(shí)純鋁膜,當(dāng)?shù)獨(dú)獗灰胝婵帐液?,靶面發(fā)生變化,隨氮?dú)獾牧坎粩嗌仙?,填充因子下降,膜?nèi)AlN含量上升,膜的介質(zhì)性提高,方塊電阻增加,當(dāng)?shù)獨(dú)膺_(dá)到某一值時(shí),沉積膜就是純的AlN。同時(shí)電流不變的條件下,電壓下降,沉積速率降低。根據(jù)膜的導(dǎo)電性的高低可定性的將反應(yīng)濺射過程分為兩種模式--金屬模式和化合物模式,介乎兩者之間是過渡區(qū)。一般認(rèn)為膜的方塊電阻在1000之下是金屬模式,大于幾M為化合物模式。由于反應(yīng)氣體量的增加,靶面上會形成一層化合物,薄膜成分變化的同時(shí)沉積速率下降當(dāng)氣體量按原來增加量減少時(shí),放電曲線及沉積速率都出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。山東脈沖磁控濺射價(jià)格