磁控濺射技術(shù)是近年來新興的一種材料表面鍍膜技術(shù),該技術(shù)實現(xiàn)了金屬、絕緣體等多種材料的表面鍍膜,具有高速、低溫、低損傷的特點.利用磁控濺射技術(shù)進(jìn)行超細(xì)粉體的表面鍍膜處理,不但能有效提高超細(xì)粉體的分散性,大幅度提高鍍層與粉體之間的結(jié)合力,還能賦予超細(xì)粉體的新的特異性能。在各種濺射鍍膜技術(shù)中,磁控濺射技術(shù)是較重要的技術(shù)之一,為了制備大面積均勻且批量一致好的薄膜,釆用優(yōu)化靶基距、改變基片運動方式、實行膜厚監(jiān)控等措施。多工位磁控濺射鍍膜儀器由于其速度比可調(diào)以及同時制作多個基片,效率大幅度提高,被越來越多的重視和使用。磁控濺射設(shè)備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。吉林智能磁控濺射流程
磁控濺射方法可用于制備多種材料,如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等。它具有設(shè)備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強等優(yōu)點.磁控濺射發(fā)展至今,除了上述一般濺射方法的優(yōu)點外,還實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用:1.各種功能薄膜:如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能.例如,在低溫下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.微電子:可作為非熱鍍膜技術(shù),主要用于化學(xué)氣相沉積(CVD).3.裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用:如各種全反射膜和半透明膜;比如手機殼、鼠標(biāo)等.直流磁控濺射設(shè)備磁鐵有助于加速薄膜的生長,因為對原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。
磁控濺射的優(yōu)點:(1)基板有低溫性。相對于二級濺射和熱蒸發(fā)來說,磁控濺射加熱少。(2)有很高的沉積率??蔀R射鎢、鋁薄膜和反應(yīng)濺射TiO2、ZrO2薄膜。(3)環(huán)保工藝。磁控濺射鍍膜法生產(chǎn)效率高,沒有環(huán)境污染。(4)涂層很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機械強度得到了改善,更好的附著力。(5)操作容易控制。鍍膜過程,只要保持壓強、電功率濺射條件穩(wěn)定,就能獲得比較穩(wěn)定的沉積速率。(6)成膜均勻。濺射的薄膜密度普遍提高。(7)濺射的金屬膜通常能獲得良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能及某些特殊性能。(8)濺射可連續(xù)工作,鍍膜過程容易自動控制,工業(yè)上流水線作業(yè)。
反應(yīng)磁控濺射:以金屬、合金、低價金屬化合物或半導(dǎo)體材料作為靶陰極,在濺射過程中或在基片表面沉積成膜過程中與氣體粒子反應(yīng)生成化合物薄膜,這就是反應(yīng)磁控濺射。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),這是因為(1)反應(yīng)磁控濺射所用的靶材料和反應(yīng)氣體純度很高,因而有利于制備高純度的化合物薄膜。(2)通過調(diào)節(jié)反應(yīng)磁控濺射中的工藝參數(shù),可以制備化學(xué)配比或非化學(xué)配比的化合物薄膜,通過調(diào)節(jié)薄膜的組成來調(diào)控薄膜特性。(3)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基板進(jìn)行高溫加熱,因此對基板材料的限制較少。(4)反應(yīng)磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實現(xiàn)單機年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。磁控濺射是在低氣壓下進(jìn)行高速濺射,為此需要提高氣體的離化率。
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靶面上保持一致,而且磁場強度應(yīng)當(dāng)合適。磁場不均勻就會產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強度如果不適當(dāng),那么即使磁場強度一致也會導(dǎo)致膜層沉積速率低下,而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會使膜層受到污染。如果磁場強度過高,可能在開始的時候沉積速率會非常高,但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系,這個速率會迅速下降到一個非常低的水平。同樣,這個刻蝕區(qū)也會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。磁控濺射的技術(shù)特點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現(xiàn)。吉林金屬磁控濺射步驟
射頻磁控濺射,又稱射頻磁控濺射,是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導(dǎo)電材料時。吉林智能磁控濺射流程
磁控濺射的工藝研究:1、傳動速度:玻璃基片在陰極下的移動是通過傳動來進(jìn)行的。低傳動速度使玻璃在陰極范圍內(nèi)經(jīng)過的時間更長,這樣就可以沉積出更厚的膜層。不過,為了保證膜層的均勻性,傳動速度必須保持恒定。鍍膜區(qū)內(nèi)一般的傳動速度范圍為每分鐘0~600英寸之間。根據(jù)鍍膜材料、功率、陰極的數(shù)量以及膜層的種類的不同,通常的運行范圍是每分鐘90~400英寸之間。2、距離與速度及附著力:為了得到較大的沉積速率并提高膜層的附著力,在保證不會破壞輝光放電自身的前提下,基片應(yīng)當(dāng)盡可能放置在離陰極較近的地方。濺射粒子和氣體分子的平均自由程也會在其中發(fā)揮作用。當(dāng)增加基片與陰極之間的距離,碰撞的幾率也會增加,這樣濺射粒子到達(dá)基片時所具有的能力就會減少。所以,為了得到較大的沉積速率和較好的附著力,基片必須盡可能地放置在靠近陰極的位置上。吉林智能磁控濺射流程
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