廣東專(zhuān)業(yè)磁控濺射處理

磁控濺射就是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽(yáng)極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽(yáng)極在同一電勢(shì)。磁場(chǎng)與電場(chǎng)的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是只在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場(chǎng)磁力線呈圓周形狀分布。磁力線分布方向不同會(huì)對(duì)成膜有很大關(guān)系。在EXBshift機(jī)理下工作的除磁控濺射外，還有多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場(chǎng)方向，電壓電流大小等因素。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。廣東專(zhuān)業(yè)磁控濺射處理

磁控濺射技術(shù)發(fā)展過(guò)程中各項(xiàng)技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對(duì)等離子體進(jìn)行的控制等方面。通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和空間不同種類(lèi)粒子分布參數(shù)的控制，使膜層質(zhì)量和屬性滿足各行業(yè)的要求。膜厚均勻性與磁控濺射靶的工作狀態(tài)息息相關(guān)，如靶的刻蝕狀態(tài)，靶的電磁場(chǎng)設(shè)汁等，因此，為保證膜厚均勻性，國(guó)外的薄膜制備公司或鍍膜設(shè)備制造公司都有各自的關(guān)于鍍膜設(shè)備(包括中心部件“靶”)的整套設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還有很多專(zhuān)門(mén)從事靶的分析、設(shè)計(jì)和制造的公司，并開(kāi)發(fā)相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)客戶的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計(jì)方面與國(guó)際先進(jìn)水平之間還存在較大差距。廣東多功能磁控濺射真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊。

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。

磁控濺射的濺射技術(shù)：直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過(guò)程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí)，表面的離子電荷無(wú)法中和，這將導(dǎo)致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小，甚至不能電離，導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁?，須用射頻濺射法。濺射過(guò)程中涉及到復(fù)雜的散射過(guò)程和多種能量傳遞過(guò)程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子；某些靶材原子的動(dòng)能超過(guò)由其周?chē)嬖诘钠渌铀纬傻膭?shì)壘，從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來(lái)，產(chǎn)生離位原子；這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞，產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián)；當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí)，如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能，這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)。

磁控濺射技術(shù)是近年來(lái)新興的一種材料表面鍍膜技術(shù),該技術(shù)實(shí)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(diǎn).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(yùn)動(dòng)方式、實(shí)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(shí)制作多個(gè)基片，效率大幅度提高，被越來(lái)越多的重視和使用。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)。四川雙靶磁控濺射流程

磁控濺射在靶材表面建立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng)，解決了二極濺射沉積速率低，等離子體離化率低等問(wèn)題。廣東專(zhuān)業(yè)磁控濺射處理

磁控濺射的原理：靶材背面加上強(qiáng)磁體，形成磁場(chǎng)。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(chǎng)和磁場(chǎng)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(guò)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(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下向正電級(jí)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(duì)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。廣東專(zhuān)業(yè)磁控濺射處理

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