河北高溫磁控濺射技術(shù)

來源: 發(fā)布時間:2022-11-09

真空磁控濺射的分類:平面磁控濺射:平衡平面濺射是較常用的平面靶磁控濺射,磁力線有閉合回路且與陰極平行,即在陰極表面構(gòu)成一個正交的電磁場環(huán)形區(qū)域。等離子體被束縛在靶表面距離靶面大約60cm的區(qū)域,通常在基片上加負(fù)偏壓來改善膜與基體的結(jié)合能力;非平衡平面磁控濺射為了將等離子區(qū)域擴(kuò)展,利用磁體擺放方式的調(diào)整,可以方便的獲得不同的非平衡磁控源。圓柱磁控濺射沉積技術(shù):利用圓柱形磁控陰極實現(xiàn)濺射的技術(shù)磁控源是關(guān)鍵部分,陰極在中心位置的叫磁控源;陽極在中心位置的叫反磁控源。PVD鍍膜技術(shù)主要分為三類:真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。河北高溫磁控濺射技術(shù)

河北高溫磁控濺射技術(shù),磁控濺射

磁控濺射靶材鍍膜過程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電壓:濺射電壓對成膜速率的影響有這樣一個規(guī)律:電壓越高,濺射速率越快,而且這種影響在濺射沉積所需的能量范圍內(nèi)是緩和的、漸進(jìn)的。在影響濺射系數(shù)的因素中,在濺射靶材和濺射氣體之后,放電電壓確實很重要。一般來說,在正常的磁控濺射過程中,放電電壓越高,濺射系數(shù)越大,這意味著入射離子具有更高的能量。因此,固體靶材的原子更容易被濺射出并沉積在基板上形成薄膜。河北高溫磁控濺射技術(shù)磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來。

河北高溫磁控濺射技術(shù),磁控濺射

真空磁控濺射技術(shù)的原理:濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產(chǎn)生的等離子體在電場的作用下,對陰極靶材表面進(jìn)行轟擊,把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來,被濺射出來的粒子帶有一定的動能,沿一定的方向射向基體表面,在基體表面形成鍍層。濺射鍍膜較初出現(xiàn)的是簡單的直流二極濺射,它的優(yōu)點是裝置簡單,但是直流二極濺射沉積速率低;為了保持自持放電,不能在低氣壓下進(jìn)行;在直流二極濺射裝置中增加一個熱陰極和陽極,就構(gòu)成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽極產(chǎn)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離,這樣使濺射即使在低氣壓下也能進(jìn)行;另外,還可降低濺射電壓,使濺射在低氣壓,低電壓狀態(tài)下進(jìn)行;同時放電電流也增大,并可單獨(dú)控制,不受電壓影響。在熱陰極的前面增加一個電極,構(gòu)成四極濺射裝置,可使放電趨于穩(wěn)定。但是這些裝置難以獲得濃度較高的等離子體區(qū),沉積速度較低,因而未獲得普遍的工業(yè)應(yīng)用。

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。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁。

河北高溫磁控濺射技術(shù),磁控濺射

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(qiáng)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(qiáng)度如果不適當(dāng),那么即使磁場強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)。磁控濺射是眾多獲得高質(zhì)量的薄膜技術(shù)當(dāng)中使用較普遍的一種鍍膜工藝。廣東直流磁控濺射工藝

高速率磁控濺射的一個固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率。河北高溫磁控濺射技術(shù)

磁控濺射概述:濺射是一種基于等離子體的沉積過程,其中高能離子向目標(biāo)加速。離子撞擊目標(biāo),原子從表面噴射。這些原子向基板移動并結(jié)合到正在生長的薄膜中。磁控濺射是一種涉及氣態(tài)等離子體的沉積技術(shù),該等離子體產(chǎn)生并限制在包含要沉積的材料的空間內(nèi)。靶材表面被等離子體中的高能離子侵蝕,釋放出的原子穿過真空環(huán)境并沉積到基板上形成薄膜。在典型的濺射沉積工藝中,腔室首先被抽真空至高真空,以較小化所有背景氣體和潛在污染物的分壓。達(dá)到基本壓力后,包含等離子體的濺射氣體流入腔室,并使用壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)總壓力-通常在毫托范圍內(nèi)。河北高溫磁控濺射技術(shù)

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