山西真空磁控濺射工藝

磁控濺射靶材的原理如下：在被濺射的靶極與陽極之間加一個(gè)正交磁場(chǎng)和電場(chǎng)，在高真空室中充入所需要的惰性氣體，永久磁鐵在靶材料表面形成250～350高斯的磁場(chǎng)，同高壓電場(chǎng)組成正交電磁場(chǎng)。在電場(chǎng)的作用下，Ar氣電離成正離子和電子，靶上加有一定的負(fù)高壓，從靶極發(fā)出的電子受磁場(chǎng)的作用與工作氣體的電離幾率增大，在陰極附近形成高密度的等離子體，Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面，以很高的速度轟擊靶面，使靶上被濺射出來的原子遵循動(dòng)量轉(zhuǎn)換原理以較高的動(dòng)能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種：直流濺射和射頻濺射，其中直流濺射設(shè)備原理簡(jiǎn)單，在濺射金屬時(shí)，其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為普遍，除可濺射導(dǎo)電材料外，也可濺射非導(dǎo)電的材料，同時(shí)還可進(jìn)行反應(yīng)濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射頻的頻率提高后就成為微波等離子體濺射，如今，常用的有電子回旋共振型微波等離子體濺射。在氣體可以電離的壓強(qiáng)范圍內(nèi)如果改變施加的電壓，電路中等離子體的阻抗會(huì)隨之改變。山西真空磁控濺射工藝

磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來，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)相比具有以下特點(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；通過精確地控制濺射鍍膜過程，容易獲得均勻的高精度的膜厚；通過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)。北京磁控濺射處理磁控濺射靶的非平衡磁場(chǎng)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。

交流磁控濺射和直流濺射的區(qū)別如下：交流磁控濺射和直流濺射相比交流磁控濺射采用交流電源代替直流電源，解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。交流濺射時(shí)，靶對(duì)真空室壁不是恒定的負(fù)電壓，而是周期一定的交流脈沖電壓。設(shè)脈沖電壓的周期為T，在負(fù)脈沖T—△T時(shí)間間隔內(nèi)，靶面處于放電狀態(tài)，這一階段和直流磁控濺射相似；靶面上的絕緣層不斷積累正電荷，絕緣層上的場(chǎng)強(qiáng)逐步增大；當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)增大至一定限度后靶電位驟降為零甚至反向，即靶電位處于正脈沖△T階段。在△T時(shí)間內(nèi)，放電等離子體中的負(fù)電荷─電子向靶面遷移并中和了絕緣層表面所帶的正電荷，使絕緣層內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)恢復(fù)為零，從而消除了靶面異常放電的可能性。

磁控濺射方法可用于制備多種材料，如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。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。磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用：1、各種功能薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。例如，在低溫下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、微電子?？勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g(shù)，主要用于化學(xué)氣相沉積。3、裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用：如各種全反射膜和半透明膜；比如手機(jī)殼、鼠標(biāo)等。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。

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(duì)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。磁控濺射靶材的制備方法：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(duì)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(duì)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)。磁控濺射靶材的制備方法：熔融鑄造法。高溫磁控濺射鍍膜

磁控濺射的原理是電子在電場(chǎng)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。山西真空磁控濺射工藝

磁控濺射是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢(shì)。磁場(chǎng)與電場(chǎng)的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是只在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場(chǎng)磁力線呈圓周形狀分布。磁力線分布方向不同會(huì)對(duì)成膜有很大關(guān)系。在EXBshift機(jī)理下工作的除磁控濺射外，還有多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場(chǎng)方向，電壓電流大小等因素。山西真空磁控濺射工藝

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