高速率磁控濺射的一個固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率,高的沉積速率意味著高的粒子流飛向基片,導致沉積過程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長薄膜上,引起沉積溫度明顯增加。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走,薄膜的較大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán),還要求良好的靶材導熱率及較薄膜的靶厚度。同時高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%~30%,因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個問題。脈沖磁控濺射是濺射絕緣材料沉積的優(yōu)先選擇工藝過程。云南射頻磁控濺射用途
磁控濺射技術原理如下:電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出大量的氬離子和電子,電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛倫茲力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長。在運動過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材,經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,遠離靶材,較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向,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。云南射頻磁控濺射用途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。
用磁控靶源濺射金屬和合金很容易,點火和濺射很方便。這是因為靶,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,回路中加入很強的電容,這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴,濺射速率很小,同時接地技術很復雜,因而難大規(guī)模采用。為解決此問題,發(fā)明了磁控反應濺射。就是用金屬靶,加入氬氣和反應氣體如氮氣或氧氣。當金屬靶材撞向零件時由于能量轉(zhuǎn)化,與反應氣體化合生成氮化物或氧化物。
磁控濺射方法可用于制備多種材料,如金屬、半導體、絕緣子等。它具有設備簡單、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域應用: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,主要用于化學氣相沉積。3、裝飾領域的應用:如各種全反射膜和半透明膜;比如手機殼、鼠標等。脈沖磁控濺射可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度。
磁控濺射設備的主要用途: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、裝飾領域的應用,如各種全反射膜及半透明膜等,如手機外殼,鼠標等。3、在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術,主要應用在化學氣相沉積(CVD)或金屬有機。4、化學氣相沉積(CVD)生長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、在光學領域:中頻閉合場非平衡磁控濺射技術也已在光學薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導電玻璃等方面得到應用。特別是透明導電玻璃普遍應用于平板顯示器件、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自問世以來得到長足發(fā)展,能有效的提高表面硬度、復合韌性、耐磨損性和抗高溫化學穩(wěn)定性能,從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射的原理是:靶材背面加上強磁體,形成磁場。山西直流磁控濺射儀器
磁控濺射鍍膜產(chǎn)品優(yōu)點:幾乎所有材料都可以通過磁控濺射沉積,而不論其熔化溫度如何。云南射頻磁控濺射用途
真空磁控濺射鍍膜技術的特點:1、基片溫度低??衫藐枠O導走放電時產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低。因此,想要提高靶材利用率,需要通過一定手段將磁場分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動,也可提高靶材利用率。云南射頻磁控濺射用途