云南單靶磁控濺射用處

來源: 發(fā)布時間:2023-02-17

磁控濺射是物理的氣相沉積的一種,也是物理的氣相沉積中技術較為成熟的。磁控濺射的工作原理是電子在電場的作用下,在飛向基材過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出氬正離子和新的電子;新電子飛向基材,氬正離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射;在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基材上形成薄膜。磁控濺射技術制備的薄膜具有硬度高、強度大、耐磨性好、摩擦系數低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。磁控濺射鍍膜工藝過程簡單,對環(huán)境無污染,耗材少,成膜均勻致密,與基材的結合力強。這種技術廣泛應用于航空航天、電子、光學、機械、建筑、輕工、冶金、材料等領域,是太陽選擇性吸收涂層更理想的制備方法。磁控濺射是物理的氣相沉積的一種,也是物理的氣相沉積中技術較為成熟的。云南單靶磁控濺射用處

云南單靶磁控濺射用處,磁控濺射

磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。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生離子的概率。所產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合力強。平衡靶源多用于半導體光學膜,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,即讓磁控陰極外磁極磁通大于內磁極,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展到基片,增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。云南單靶磁控濺射用處磁控濺射鍍膜常見領域應用:各種功能薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。

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磁控濺射技術有:直流磁控濺射技術。為了解決陰極濺射的缺陷,人們在20世紀70年發(fā)出了直流磁控濺射技術,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,因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應用。其原理是:在磁控濺射中,由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力,它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產生螺旋運動,其運動路徑變長,因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數,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量。同時,經過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時,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。

射頻磁控濺射,又稱射頻磁控濺射,是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導電材料時,薄膜是在放置在真空室中的基板上生長的。強大的磁鐵用于電離目標材料,并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。然后空氣被移除,目標材料,即構成薄膜的材料,以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過使用強大的磁鐵被電離?,F(xiàn)在以等離子體的形式,帶負電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個原子或分子到幾百個。磁鐵有助于加速薄膜的生長,因為對原子進行磁化有助于增加目標材料電離的百分比。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用,因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率,使它們能夠在較低的壓力下更快地生長。磁控濺射鍍膜的應用領域:在玻璃深加工產業(yè)中的應用。

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PVD技術特征: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,與機體的結合力很強。離子束:離子束加工是在真空條件下,先由電子槍產生電子束,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。由負極引出陽離子又經加速、集束等步驟,獲得具有一定速度的離子投射到材料表面,產生濺射效應和注入效應。由于離子帶正電荷,其質量比電子大數千、數萬倍,所以離子束比電子束具有更大的撞擊動能,是靠微觀的機械撞擊能量來加工的。磁控濺射鍍膜常見領域應用:微電子??勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g,主要用于化學氣相沉積。江蘇專業(yè)磁控濺射過程

PVD鍍膜技術主要分為三類:真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。云南單靶磁控濺射用處

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場和交變磁場的作用下,被加速的高能粒子轟擊靶材表面,能量交換后,靶材表面的原子脫離原晶格而逸出,轉移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點是成膜速率高,基片溫度低,膜的粘附性好,可實現(xiàn)大面積鍍膜。該技術可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設備一般根據所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓,陽離子在電場的作用下轟擊靶材,它的濺射速率一般都比較大。云南單靶磁控濺射用處