福建陶瓷靶材磁控濺射步驟

非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強(qiáng)，也有中部強(qiáng)，導(dǎo)致濺射靶表面磁場的“非平衡”。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(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，或采用電磁線圈與永磁體混合結(jié)構(gòu)，還有在陰極和基體之間增加附加的螺線管，用來改變陰極和基體之間的磁場，并以它來控制沉積過程中離子和原子的比例。非平衡磁控濺射系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)，一種是其芯部磁場強(qiáng)度比外環(huán)高，磁力線沒有閉合，被引向真空室壁，基體表面的等離子體密度低，因此該方式很少被采用。另一種是外環(huán)磁場強(qiáng)度高于芯部磁場強(qiáng)度，磁力線沒有完全形成閉合回路，部分外環(huán)的磁力線延伸到基體表面，使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區(qū)域，同時(shí)再與中性粒子發(fā)生碰撞電離，等離子體不再被完全限制在靶材表面區(qū)域，而是能夠到達(dá)基體表面，進(jìn)一步增加鍍膜區(qū)域的離子濃度，使襯底離子束流密度提高，通?？蛇_(dá)5mA/cm2以上。這樣濺射源同時(shí)又是轟擊基體表面的離子源，基體離子束流密度與靶材電流密度成正比，靶材電流密度提高，沉積速率提高，同時(shí)基體離子束流密度提高，對沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜，非平衡多用于磨損裝飾膜。福建陶瓷靶材磁控濺射步驟

真空磁控濺射技術(shù)的原理：濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產(chǎn)生的等離子體在電場的作用下，對陰極靶材表面進(jìn)行轟擊，把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來，被濺射出來的粒子帶有一定的動能，沿一定的方向射向基體表面，在基體表面形成鍍層。濺射鍍膜較初出現(xiàn)的是簡單的直流二極濺射，它的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單，但是直流二極濺射沉積速率低；為了保持自持放電，不能在低氣壓下進(jìn)行；在直流二極濺射裝置中增加一個(gè)熱陰極和陽極，就構(gòu)成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽極產(chǎn)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離，這樣使濺射即使在低氣壓下也能進(jìn)行;另外，還可降低濺射電壓，使濺射在低氣壓，低電壓狀態(tài)下進(jìn)行;同時(shí)放電電流也增大，并可單獨(dú)控制，不受電壓影響。在熱陰極的前面增加一個(gè)電極，構(gòu)成四極濺射裝置，可使放電趨于穩(wěn)定。但是這些裝置難以獲得濃度較高的等離子體區(qū)，沉積速度較低，因而未獲得普遍的工業(yè)應(yīng)用。福建陶瓷靶材磁控濺射步驟脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進(jìn)行磁控濺射沉積。

磁控濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面，使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術(shù)。通常，利用低壓惰性氣體輝光放電來產(chǎn)生入射離子。陰極靶由鍍膜材料制成，基片作為陽極，真空室中通入0.1-10Pa的氬氣或其它惰性氣體，在陰極（靶）1-3KV直流負(fù)高壓或13.56MHz的射頻電壓作用下產(chǎn)生輝光放電。電離出的氬離子轟擊靶表面，使得靶原子濺出并沉積在基片上，形成薄膜。濺射方法很多，主要有二級濺射、三級或四級濺射、磁控濺射、對靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應(yīng)濺射等。

非平衡磁控濺射離子轟擊在鍍膜前可以起到清洗工件的氧化層和其他雜質(zhì)，活化工件表面的作用，同時(shí)在工件表面上形成偽擴(kuò)散層，有助于提高膜層與工件表面之間的結(jié)合力。在鍍膜過程中，載能的帶電粒子轟擊作用可達(dá)到膜層的改性目的。比如，離子轟擊傾向于從膜層上剝離結(jié)合較松散的和凸出部位的粒子，切斷膜層結(jié)晶態(tài)或凝聚態(tài)的優(yōu)勢生長，從而生更致密，結(jié)合力更強(qiáng)，更均勻的膜層，并可以較低的溫度下鍍出性能優(yōu)良的鍍層。非平衡磁控濺射技術(shù)的運(yùn)用，使平衡磁控濺射遇到的沉積致密、成分復(fù)雜薄膜的問題得以解決。磁控濺射在靶材表面建立與電場正交磁場，解決了二極濺射沉積速率低，等離子體離化率低等問題。

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(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(shí)，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(qiáng)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。非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強(qiáng)，也有中部強(qiáng)，導(dǎo)致濺射靶表面磁場的“非平衡”。福建陶瓷靶材磁控濺射步驟

磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(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。福建陶瓷靶材磁控濺射步驟

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(diǎn)：復(fù)合靶?？芍谱鲝?fù)合靶鍍合金膜，目前，采用復(fù)合磁控靶濺射工藝已成功鍍上了Ta-Ti合金、（Tb-Dy）-Fe以及Gb-Co合金膜。復(fù)合靶的結(jié)構(gòu)有四種，分別是圓塊鑲嵌靶、方塊鑲嵌靶、小方塊鑲嵌靶以及扇形鑲嵌靶，其中以扇形鑲嵌靶結(jié)構(gòu)的使用效果為佳。磁控濺射是眾多獲得高質(zhì)量的薄膜技術(shù)當(dāng)中使用較普遍的一種鍍膜工藝，采用新型陰極使其擁有很高的靶材利用率和高沉積速率，該工藝不只用于單層膜的沉積，還可鍍制多層的薄膜，此外，還用于卷繞工藝中用于包裝膜、光學(xué)膜、貼膜等膜層鍍制。福建陶瓷靶材磁控濺射步驟

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