真空鍍膜技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,特別是近幾年來(lái),我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高和高科技薄膜產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)。尤其是在電子材料與元器件工業(yè)領(lǐng)域中占有極其重要的地位。制膜方法可以分為氣相生成法、氧化法、離子注人法、擴(kuò)散法、電鍍法、涂布法、液相生長(zhǎng)法等。氣相生成法又可以分為物理沉積法化學(xué)沉積法和放電聚合法等。本次實(shí)驗(yàn)是使用物理沉積法,由于這種方法基本上都是處于真空環(huán)境下進(jìn)行的,因此稱(chēng)它們?yōu)檎婵斟兡ぜ夹g(shù)。真空蒸發(fā)、濺射鍍膜和離子鍍等通常稱(chēng)為物理沉積法,是基本的薄膜制備技術(shù)。真空蒸發(fā)鍍膜法是在真空室中,加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或分子從表面氣化逸出,形成蒸氣流,入射到基片表面,凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方法。真空鍍膜技術(shù)是利用物理、化學(xué)手段將固體表面涂覆一層特殊性能的鍍膜。洛陽(yáng)鈦金真空鍍膜
真空鍍膜:真空涂層技術(shù)的發(fā)展:真空涂層技術(shù)起步時(shí)間不長(zhǎng),國(guó)際上在上世紀(jì)六十年代才出現(xiàn)將CVD(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)應(yīng)用于硬質(zhì)合金刀具上。由于該技術(shù)需在高溫下進(jìn)行(工藝溫度高于1000oC),涂層種類(lèi)單一,局限性很大,起初并未得到推廣。到了上世紀(jì)七十年代末,開(kāi)始出現(xiàn)PVD(物理的氣相沉積)技術(shù),之后在短短的二、三十年間PVD涂層技術(shù)得到迅猛發(fā)展,究其原因:其在真空密封的腔體內(nèi)成膜,幾乎無(wú)任何環(huán)境污染問(wèn)題,有利于環(huán)保;其能得到光亮、華貴的表面,在顏色上,成熟的有七彩色、銀色、透明色、金黃色、黑色、以及由金黃色到黑色之間的任何一種顏色,能夠滿足裝飾性的各種需要;可以輕松得到其他方法難以獲得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂層、復(fù)合涂層,應(yīng)用在工裝、模具上面,可以使壽命成倍提高,較好地實(shí)現(xiàn)了低成本、收益的效果;此外,PVD涂層技術(shù)具有低溫、高能兩個(gè)特點(diǎn),幾乎可以在任何基材上成膜,因此,應(yīng)用范圍十分廣闊,其發(fā)展神速也就不足為奇。三明鈦金真空鍍膜真空鍍膜機(jī)的優(yōu)點(diǎn):具有優(yōu)良的耐折性和良好的韌性,比較少出現(xiàn)小孔和裂口。
真空鍍膜:電子束蒸發(fā)法:電子束蒸發(fā)法是將蒸發(fā)材料放入水冷銅坩鍋中,直接利用電子束加熱,使蒸發(fā)材料氣化蒸發(fā)后凝結(jié)在基板表面形成膜,是真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)中的一種重要的加熱方法和發(fā)展方向。電子束蒸發(fā)克服了一般電阻加熱蒸發(fā)的許多缺點(diǎn),特別適合制作熔點(diǎn)薄膜材料和高純薄膜材料。激光蒸發(fā)法:采用激光束蒸發(fā)源的蒸鍍技術(shù)是一種理想的薄膜制備方法。這是由于激光器是可以安裝在真空室之外,這樣不但簡(jiǎn)化了真空室內(nèi)部的空間布置,減少了加熱源的放氣,而且還可完全避免了蒸發(fā)氣對(duì)被鍍材料的污染,達(dá)到了膜層純潔的目的。此外,激光加熱可以達(dá)到極高的溫度,利用激光束加熱能夠?qū)δ承┖辖鸹蚧衔镞M(jìn)行快速蒸發(fā)。這對(duì)于保證膜的成分,防止膜的分餾或分解也是極其有用的。激光蒸發(fā)鍍的缺點(diǎn)是制作大功率連續(xù)式激光器的成本較高,所以它的應(yīng)用范圍有一定的限制,導(dǎo)致其在工業(yè)中的普遍應(yīng)用有一定的限制。
影響靶中毒的因素主要是反應(yīng)氣體和濺射氣體的比例,反應(yīng)氣體過(guò)量就會(huì)導(dǎo)致靶中毒。反應(yīng)濺射工藝進(jìn)行過(guò)程中靶表面濺射區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被反應(yīng)生成物覆蓋或反應(yīng)生成物被剝離而重新暴露金屬表面此消彼長(zhǎng)的過(guò)程。如果化合物的生成速率大于化合物被剝離的速率,化合物覆蓋面積增加。在一定功率的情況下,參與化合物生成的反應(yīng)氣體量增加,化合物生成率增加。如果反應(yīng)氣體量增加過(guò)度,化合物覆蓋面積增加,如果不能及時(shí)調(diào)整反應(yīng)氣體流量,化合物覆蓋面積增加的速率得不到抑制,濺射溝道將進(jìn)一步被化合物覆蓋,當(dāng)濺射靶被化合物全部覆蓋的時(shí)候,靶完全中毒,不能繼續(xù)濺射真空鍍膜是一種由物理方法產(chǎn)生薄膜材料的技術(shù)。
通過(guò)PVD制備的薄膜通常存在應(yīng)力問(wèn)題,不同材料與襯底間可能存在壓應(yīng)力或張應(yīng)力,在多層膜結(jié)構(gòu)中可能同時(shí)存在多種形式的應(yīng)力。薄膜應(yīng)力的起源是薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中的某種結(jié)構(gòu)不完整性(雜質(zhì)、空位、晶粒邊界、錯(cuò)位等)、表面能態(tài)的存在、薄膜與基底界面間的晶格錯(cuò)配等.對(duì)于薄膜應(yīng)力主要有以下原因:1.薄膜生長(zhǎng)初始階段,薄膜面和界面的表面張力的共同作用;2.沉積過(guò)程中膜面溫度遠(yuǎn)高于襯底溫度產(chǎn)生熱應(yīng)變;3.薄膜和襯底間點(diǎn)陣錯(cuò)配而產(chǎn)生界面應(yīng)力;4.金屬膜氧化后氧化物原子體積增大產(chǎn)生壓應(yīng)力;5.斜入射造成各向異性成核、生長(zhǎng);6.薄膜內(nèi)產(chǎn)生相變或化學(xué)組分改變導(dǎo)致原子體積變化 真空鍍膜的操作規(guī)程:在用電子頭鍍膜時(shí),應(yīng)在鐘罩周?chē)箱X板?;茨闲滦驼婵斟兡?/p>
真空濺鍍的鍍層可通過(guò)調(diào)節(jié)電流大小和時(shí)間來(lái)壘加,但不能太厚,一般厚度在0.2~2um。洛陽(yáng)鈦金真空鍍膜
磁控濺射還可用于不同金屬合金的共濺射,同時(shí)使用多個(gè)靶電源和不同靶材,例如TiW合金,通過(guò)單獨(dú)調(diào)整Ti、W的濺射速率,同時(shí)開(kāi)始濺射2種材料,則在襯底上可以形成Ti/W合計(jì),對(duì)不同材料的速率進(jìn)行調(diào)節(jié),即能滿足不同組分的要求.磁控濺射由于其內(nèi)部電場(chǎng)的存在,還可在襯底端引入一個(gè)負(fù)偏壓,使濺射速率和材料粒子的方向性增加。所以磁控濺射常用來(lái)沉積TSV結(jié)構(gòu)的阻擋層和種子層,通過(guò)對(duì)相關(guān)參數(shù)的調(diào)整和引入負(fù)偏壓,可以實(shí)現(xiàn)高深寬比的薄膜濺射,且深孔內(nèi)壁薄膜連續(xù)和良好的均勻性洛陽(yáng)鈦金真空鍍膜