安徽射頻磁控濺射工藝

磁控濺射的工藝研究：1、磁場：用來捕獲二次電子的磁場必須在整個(gè)靶面上保持一致，而且磁場強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)合適。磁場不均勻就會(huì)產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強(qiáng)度如果不適當(dāng)，那么即使磁場強(qiáng)度一致也會(huì)導(dǎo)致膜層沉積速率低下，而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會(huì)使膜層受到污染。如果磁場強(qiáng)度過高，可能在開始的時(shí)候沉積速率會(huì)非常高，但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系，這個(gè)速率會(huì)迅速下降到一個(gè)非常低的水平。同樣，這個(gè)刻蝕區(qū)也會(huì)造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù)：在濺射過程中，通過改變改變這些參數(shù)可以進(jìn)行工藝的動(dòng)態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強(qiáng)。磁鐵有助于加速薄膜的生長，因?yàn)閷υ舆M(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。安徽射頻磁控濺射工藝

反應(yīng)磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜，并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。但是，直流反應(yīng)濺射的反應(yīng)氣體會(huì)在靶表面非侵蝕區(qū)形成絕緣介質(zhì)層，造成電荷積累放電，導(dǎo)致沉積速率降低和不穩(wěn)定，進(jìn)而影響薄膜的均勻性及重復(fù)性，甚至損壞靶和基片。為了解決這一問題，近年來發(fā)展了一系列穩(wěn)定等離子體以控制沉積速率，提高薄膜均勻性和重復(fù)性的技術(shù)。(1)采用雙靶中頻電源解決反應(yīng)磁控濺射過程中因陽極被絕緣介質(zhì)膜覆蓋而造成的等離子體不穩(wěn)定現(xiàn)象，同時(shí)還解決了電荷積累放電的問題。(2)利用等離子發(fā)射譜監(jiān)測等離子體中的金屬粒子含量，調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體流量使等離子體放電電壓穩(wěn)定，從而使沉積速率穩(wěn)定。(3)使用圓柱形旋轉(zhuǎn)靶減小絕緣介質(zhì)膜的覆蓋面積。(4)降低輸入功率，并使用能夠在放電時(shí)自動(dòng)切斷輸出功率的智能電源抑制電弧。(5)反應(yīng)過程與沉積過程分室進(jìn)行，既能有效提高薄膜沉積速率，又能使反應(yīng)氣體與薄膜表面充分反應(yīng)生成化合物薄膜。福建磁控濺射處理磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：膜的牢固性好。

磁控濺射的原理：靶材背面加上強(qiáng)磁體，形成磁場。在正負(fù)電極間施以高的電壓產(chǎn)生等離子體，使氬氣發(fā)生輝光放電。等離子體中的電子在相互垂直的電場和磁場的共同作用下做螺旋式運(yùn)動(dòng)，飛向正電極，在運(yùn)動(dòng)過程中與氬氣原子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生Ar離子和電子，帶負(fù)電的電子又在相互垂直的電場和磁場的共同作用下向正電級做螺旋式運(yùn)動(dòng)，電子再次與氬氣原子發(fā)生碰撞，隨著碰撞次數(shù)的增大，電子的能量逐漸降低，較后落在襯底上，這就使得高速電子對襯底轟擊產(chǎn)生的溫升大幅度降低。Ar離子向負(fù)極加速運(yùn)動(dòng)，與靶材發(fā)生碰撞。能量適當(dāng)?shù)腁r離子離子轟擊靶材后使得靶材原子脫離靶材表面，較后沉積在襯底上形成薄膜。

談到磁控濺射，首先就要說濺射技術(shù)。濺射技術(shù)是指使得具有一定能量的粒子轟擊材料表面，使得固體材料表面的原子或分子分離，飛濺落于另一物體表面形成鍍膜的技術(shù)。被粒子轟擊的材料稱為靶材，而被鍍膜的固體材料稱為基片。首先由極板發(fā)射出粒子，這些粒子一般是電子，接著使它們在外電場加速下與惰性氣體分子一般是氬氣分子（即Ar原子）碰撞，使得其電離成Ar離子和二次電子。Ar離子會(huì)受到電場的作用，以高速轟擊靶材，使靶材表面原子或分子飛濺出去，落于基片表面沉積下來形成薄膜?；逵械蜏匦裕鄬τ诙墳R射和熱蒸發(fā)來說，磁控濺射加熱少。

PVD技術(shù)常用的方法：PVD基本方法：真空蒸發(fā)、濺射、離子鍍，以下介紹幾種常用的方法。電子束蒸發(fā)：電子束蒸發(fā)是利用聚焦成束的電子束來加熱蒸發(fā)源，使其蒸發(fā)并沉積在基片表面而形成薄膜。特征：真空環(huán)境；蒸發(fā)源材料需加熱熔化；基底材料也在較高溫度中；用磁場控制蒸發(fā)的氣體，從而控制生成鍍膜的厚度。濺射沉積：濺射是與氣體輝光放電相聯(lián)系的一種薄膜沉積技術(shù)。濺射的方法很多，有直流濺射、RF濺射和反應(yīng)濺射等，而用得較多的是磁控濺射、中頻濺射、直流濺射、RF濺射和離子束濺射。真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。河南單靶磁控濺射鍍膜

濺射可連續(xù)工作，鍍膜過程容易自動(dòng)控制，工業(yè)上流水線作業(yè)。安徽射頻磁控濺射工藝

磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁場。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，并不直接飛向陽極，而是在正交電磁場作用下作來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的陽極而被吸收，避免高能電子對極板的強(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)生與電場方向垂直的磁場，一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。安徽射頻磁控濺射工藝

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