非金屬磁控濺射工藝

磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣，在陰極和陽極之間施加幾百K直流電壓，在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電，使氬氣發(fā)生電離。磁控濺射法優(yōu)勢特點：較常用的制備磁性薄膜的方法是磁控濺射法。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面，將靶材表面原子濺射出來沉積在基底表面上形成薄膜。通過更換不同材質(zhì)的靶和控制不同的濺射時間，便可以獲得不同材質(zhì)和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結(jié)合力強、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉(zhuǎn)移能量，使之電離而本身變成低能電子。非金屬磁控濺射工藝

真空磁控濺射為什么必須在真空環(huán)境？濺射過程是通過電能，使氣體的離子轟擊靶材，就像磚頭砸土墻，土墻的部分原子濺射出來，落在所要鍍膜的基體上的過程。如果氣體太多，氣體離子在運行到靶材的過程中，很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞，這樣就不能加速，也濺射不出靶材原子來。所以需要真空狀態(tài)。而如果氣體太少，氣體分子不能成為離子，沒有很多可以轟擊靶材，所以也不行。只能選擇中間值，有足夠的氣體離子可以轟擊靶材，而在轟擊過程中，不至于因為氣體太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量，所以必須在較為恒定的真空狀態(tài)下。此狀態(tài)根據(jù)氣體分子直徑和分子自由程計算。一般在0.2-0.5Pa之間。廣州單靶磁控濺射鍍膜磁控濺射一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。

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)備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強等優(yōu)點。磁控濺射發(fā)展至今，除了上述一般濺射方法的優(yōu)點外，還實現(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。可作為非熱鍍膜技術(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；比如手機殼、鼠標(biāo)等。

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點：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，因為600V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。磁控濺射具有設(shè)備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強等優(yōu)點。

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正交磁場和電場，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，同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下，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量轉(zhuǎn)換原理以較高的動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)備原理簡單，在濺射金屬時，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，同時還可進行反應(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。濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。北京高溫磁控濺射用途

相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備包括真空蒸發(fā)鍍膜機、真空濺射鍍膜機和真空離子鍍膜機。非金屬磁控濺射工藝

磁控濺射的工藝研究：濺射變量。電壓和功率：在氣體可以電離的壓強范圍內(nèi)如果改變施加的電壓，電路中等離子體的阻抗會隨之改變，引起氣體中的電流發(fā)生變化。改變氣體中的電流可以產(chǎn)生更多或更少的離子，這些離子碰撞靶體就可以控制濺射速率。一般來說，提高電壓可以提高離化率。這樣電流會增加，所以會引起阻抗的下降。提高電壓時，阻抗的降低會大幅度地提高電流，即大幅度提高了功率。如果氣體壓強不變，濺射源下的基片的移動速度也是恒定的，那么沉積到基片上的材料的量則決定于施加在電路上的功率。在VONARDENNE鍍膜產(chǎn)品中所采用的范圍內(nèi)，功率的提高與濺射速率的提高是一種線性的關(guān)系。非金屬磁控濺射工藝

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