河北雙靶磁控濺射流程

非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強(qiáng)，也有中部強(qiáng)，導(dǎo)致濺射靶表面磁場的“非平衡”。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強(qiáng)度的永磁體獲得，也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生，或采用電磁線圈與永磁體混合結(jié)構(gòu)，還有在陰極和基體之間增加附加的螺線管，用來改變陰極和基體之間的磁場，并以它來控制沉積過程中離子和原子的比例。非平衡磁控濺射系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)，一種是其芯部磁場強(qiáng)度比外環(huán)高，磁力線沒有閉合，被引向真空室壁，基體表面的等離子體密度低，因此該方式很少被采用。另一種是外環(huán)磁場強(qiáng)度高于芯部磁場強(qiáng)度，磁力線沒有完全形成閉合回路，部分外環(huán)的磁力線延伸到基體表面，使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區(qū)域，同時再與中性粒子發(fā)生碰撞電離，等離子體不再被完全限制在靶材表面區(qū)域，而是能夠到達(dá)基體表面，進(jìn)一步增加鍍膜區(qū)域的離子濃度，使襯底離子束流密度提高，通?？蛇_(dá)5mA/cm2以上。這樣濺射源同時又是轟擊基體表面的離子源，基體離子束流密度與靶材電流密度成正比，靶材電流密度提高，沉積速率提高，同時基體離子束流密度提高，對沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。磁鐵有助于加速薄膜的生長，因?yàn)閷υ舆M(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。河北雙靶磁控濺射流程

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：1、沉積速度快、基材溫升低、對膜層的損傷小；2、對于大部分材料，只要能制成靶材，就可以實(shí)現(xiàn)濺射；3、濺射所獲得的薄膜與基片結(jié)合較好；4、濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好；5、濺射工藝可重復(fù)性好，可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜；6、能夠控制鍍層的厚度，同時可通過改變參數(shù)條件控制組成薄膜的顆粒大小；7、不同的金屬、合金、氧化物能夠進(jìn)行混合，同時濺射于基材上；8、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。深圳射頻磁控濺射鍍膜磁控濺射發(fā)展至今，除了上述一般濺射方法的優(yōu)點(diǎn)外，還實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn)：1、沉積速率大：由于采用高速磁控電極，可獲得的離子流很大，有效提高了此工藝鍍膜過程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比，磁控濺射的產(chǎn)能高、產(chǎn)量大、于各類工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。2、功率效率高：磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內(nèi)的電壓，通常為600V，因?yàn)?00V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內(nèi)。3、濺射能量低：磁控靶電壓施加較低，磁場將等離子體約束在陰極附近，可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。

高能脈沖磁控濺射技術(shù)介紹及特點(diǎn)：高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。力學(xué)所引進(jìn)德國電源，與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結(jié)合，形成一種新穎的成膜過程與質(zhì)量調(diào)控技術(shù)，是可應(yīng)用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術(shù)復(fù)合，利用其高離化率和淹沒性的特點(diǎn)，通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控，實(shí)現(xiàn)高膜基結(jié)合力、高質(zhì)量、高均勻性薄膜的制備。同時結(jié)合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統(tǒng)，開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應(yīng)用。其中心技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，已申請相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問題的突破具有重大意義，有助于提升我國在表面工程加工領(lǐng)域的國際競爭力。如在交通領(lǐng)域，該技術(shù)用于汽車發(fā)動機(jī)三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機(jī)械加工領(lǐng)域，沉積先進(jìn)鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。在熱陰極的前面增加一個電極，構(gòu)成四極濺射裝置，可使放電趨于穩(wěn)定。

真空磁控濺射的分類：平面磁控濺射：平衡平面濺射是較常用的平面靶磁控濺射，磁力線有閉合回路且與陰極平行，即在陰極表面構(gòu)成一個正交的電磁場環(huán)形區(qū)域。等離子體被束縛在靶表面距離靶面大約60cm的區(qū)域，通常在基片上加負(fù)偏壓來改善膜與基體的結(jié)合能力；非平衡平面磁控濺射為了將等離子區(qū)域擴(kuò)展，利用磁體擺放方式的調(diào)整，可以方便的獲得不同的非平衡磁控源。圓柱磁控濺射沉積技術(shù)：利用圓柱形磁控陰極實(shí)現(xiàn)濺射的技術(shù)磁控源是關(guān)鍵部分，陰極在中心位置的叫磁控源；陽極在中心位置的叫反磁控源。濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。天津磁控濺射流程

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。河北雙靶磁控濺射流程

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：（1）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。（2）有很高的沉積率?？蔀R射鎢、鋁薄膜和反應(yīng)濺射TiO2、ZrO2薄膜。（3）環(huán)保工藝。磁控濺射鍍膜法生產(chǎn)效率高，沒有環(huán)境污染。（4）涂層很好的牢固性，濺射薄膜與基板，機(jī)械強(qiáng)度得到了改善，更好的附著力。（5）操作容易控制。鍍膜過程，只要保持壓強(qiáng)、電功率濺射條件穩(wěn)定，就能獲得比較穩(wěn)定的沉積速率。（6）成膜均勻。濺射的薄膜密度普遍提高。（7）濺射的金屬膜通常能獲得良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能及某些特殊性能。（8）濺射可連續(xù)工作，鍍膜過程容易自動控制，工業(yè)上流水線作業(yè)。河北雙靶磁控濺射流程