福建雙靶磁控濺射儀器

為了解決陰極濺射的缺陷，人們?cè)?0世紀(jì)70年代的時(shí)候開(kāi)發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng)，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過(guò)多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，已變成低能電子，從而不會(huì)使基片過(guò)熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場(chǎng)會(huì)使靶材產(chǎn)生明顯的不均勻刻蝕，導(dǎo)致靶材利用率低，一般只為20%-30%。磁控濺射目前是一種應(yīng)用十分普遍的薄膜沉積技術(shù)。福建雙靶磁控濺射儀器

磁控濺射設(shè)備原子的能量比蒸發(fā)原子的能量大許多倍;入射離子的能量很低時(shí)，濺射原子角散布就不完全符合余弦散布規(guī)律。角散布還與入射離子方向有關(guān)。從單晶靶濺射出來(lái)的原子趨向于集中在晶體密度大的方向,因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量很小，所以即便運(yùn)用具有高能量的電子炮擊靶材也不會(huì)發(fā)生濺射現(xiàn)象。因?yàn)闉R射是一個(gè)雜亂的物理進(jìn)程，涉及的因素許多，長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于濺射機(jī)理雖然進(jìn)行了許多的研究，提出過(guò)許多的理論，但都難以完善地解說(shuō)濺射現(xiàn)象。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。湖北高質(zhì)量磁控濺射優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)磁控濺射普遍應(yīng)用于化合物薄膜的大批量生產(chǎn)。

磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料，且具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的磁控濺射法更是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因?yàn)槭窃诘蜌鈮合逻M(jìn)行高速濺射，必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過(guò)在靶陰極表面引入磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來(lái)提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過(guò)程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復(fù)雜的散射過(guò)程，和靶原子碰撞，把部分動(dòng)量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級(jí)聯(lián)過(guò)程。在這種級(jí)聯(lián)過(guò)程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量，離開(kāi)靶被濺射出來(lái)。

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點(diǎn)是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射是70年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種“高速低溫濺射技術(shù)”。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁場(chǎng)。當(dāng)濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速為高能電子后，并不直接飛向陽(yáng)極，而是在正交電磁場(chǎng)作用下作來(lái)回振蕩的近似擺線的運(yùn)動(dòng)。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。這些低能電子較終沿磁力線漂移到陰極附近而被吸收，避免高能電子對(duì)極板的強(qiáng)烈轟擊，消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷，體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點(diǎn)。由于外加磁場(chǎng)的存在，電子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)增加了電離率，實(shí)現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術(shù)特點(diǎn)是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)，一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。磁控濺射特點(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。

磁控濺射靶材的制備方法：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(lèi)，在靶材的制備過(guò)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(guò)程亦需要加以嚴(yán)格的控制，以保證靶材的質(zhì)量。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(wú)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(wú)機(jī)非金屬靶材、復(fù)合靶材，熔融鑄造法更是無(wú)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)。浙江高溫磁控濺射哪家能做

磁控濺射可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。福建雙靶磁控濺射儀器

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn)：1、基片溫度低：可利用陽(yáng)極導(dǎo)走放電時(shí)產(chǎn)生的電子，而不必借助基材支架接地來(lái)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(chǎng)不均所導(dǎo)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(guò)一定手段將磁場(chǎng)分布改變，或者利用磁鐵在陰極中移動(dòng)，也可提高靶材利用率。福建雙靶磁控濺射儀器

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