云南磁控濺射工藝

磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場和磁場作用，產(chǎn)生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)路徑不只很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來轟擊靶材，從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠(yuǎn)離靶表面，并在電場E的作用下較終沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。磁控濺射既降低濺射過程中的氣體壓力，也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。云南磁控濺射工藝

物相沉積的基本特點(diǎn)：物相沉積技術(shù)工藝過程簡單，對(duì)環(huán)境改善，無污染，耗材少，成膜均勻致密，與基體的結(jié)合力強(qiáng)。該技術(shù)普遍應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，可制備具有耐磨、耐腐蝕、裝飾、導(dǎo)電、絕緣、光導(dǎo)、壓電、磁性、潤滑、超導(dǎo)等特性的膜層。隨著高科技及新興工業(yè)發(fā)展，物相沉積技術(shù)出現(xiàn)了不少新的先進(jìn)的亮點(diǎn)，如多弧離子鍍與磁控濺射兼容技術(shù)，大型矩形長弧靶和濺射靶，非平衡磁控濺射靶，孿生靶技術(shù)，帶狀泡沫多弧沉積卷繞鍍層技術(shù)，條狀纖維織物卷繞鍍層技術(shù)等，使用的鍍層成套設(shè)備，向計(jì)算機(jī)全自動(dòng)，大型化工業(yè)規(guī)模方向發(fā)展。深圳直流磁控濺射步驟反應(yīng)磁控濺射沉積過程中基板升溫較小，而且制膜過程中通常也不要求對(duì)基板進(jìn)行高溫加熱。

真空磁控濺射技術(shù)：真空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場形成電子陷阱，使在E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。設(shè)置一個(gè)與靶面電場正交的磁場，濺射時(shí)產(chǎn)生的快電子在正交的電磁場中作近似擺線運(yùn)動(dòng)，增加了電子行程，提高了氣體的離化率，同時(shí)高能量粒子與氣體碰撞后失去能量，基體溫度較低，在不耐溫材料上可以完成鍍膜。這種技術(shù)是玻璃膜技術(shù)中的較較好技術(shù)，是由航天工業(yè)、兵器工業(yè)、和核工業(yè)三個(gè)方面相結(jié)合的較好技術(shù)的民用化，民用主要是通過這種技術(shù)達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等作用。

高速率磁控濺射本質(zhì)特點(diǎn)是產(chǎn)生大量的濺射粒子，導(dǎo)致較高的沉積速率。實(shí)驗(yàn)表明在較大的靶源密度在高速濺射，靶的濺射和局部蒸發(fā)同時(shí)發(fā)生，兩種過程的結(jié)合保證了較大的沉積速率（幾μm/min）并導(dǎo)致薄膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。與通常的磁控濺射比較，高速濺射和自濺射的特點(diǎn)在于較高的靶功率密度Wt=Pd/S>50Wcm-2，（Pd為磁控靶功率，S為靶表面積）。高速濺射有一定的限制，因此在特殊的環(huán)境才能保持高速濺射，如足夠高的靶源密度，靶材足夠的產(chǎn)額和濺射氣體壓力，并且要獲得較大氣體的離化率。較大限制高速沉積薄膜的是濺射靶的冷卻。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。

磁控濺射設(shè)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(lǐng)域的應(yīng)用，如各種全反射膜及半透明膜等，如手機(jī)外殼，鼠標(biāo)等。（3）在微電子領(lǐng)域作為一種非熱式鍍膜技術(shù)，主要應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積或金屬有機(jī)。（4）化學(xué)氣相沉積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(xué)領(lǐng)域：中頻閉合場非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學(xué)薄膜、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面得到應(yīng)用。特別是透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)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(jī)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(shù)自問世以來得到長足發(fā)展，能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能，從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射除上述已被大量應(yīng)用的領(lǐng)域，還在高溫超導(dǎo)薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽能電池、記憶合金薄膜研究方面發(fā)揮重要作用。磁控濺射主要用于在經(jīng)予處理的塑料、陶瓷等制品表面蒸鍍金屬薄膜、七彩膜仿金膜等。四川直流磁控濺射分類

玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過傳動(dòng)來進(jìn)行的。云南磁控濺射工藝

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(yùn)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?yàn)闅怏w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(jì)算。一般在0.2-0.5Pa之間。云南磁控濺射工藝

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