單靶磁控濺射方案

磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料，且具有設(shè)備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。上世紀70年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因為是在低氣壓下進行高速濺射，必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復雜的散射過程，和靶原子碰撞，把部分動量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級聯(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量，離開靶被濺射出來。磁控濺射又稱為高速低溫濺射。單靶磁控濺射方案

磁控濺射的濺射技術(shù)：直流磁控濺射技術(shù)：為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀70年發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應用。其原理是：在磁控濺射中，由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運動，其運動路徑變長，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時，已變成低能電子，從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點。河南直流磁控濺射方案磁鐵有助于加速薄膜的生長，因為對原子進行磁化有助于增加目標材料電離的百分比。

磁控濺射的原理：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)生的二次電子會受到電場和磁場作用，產(chǎn)生E×B所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動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動，它們的運動路徑不只很長，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。

磁控濺射技術(shù)發(fā)展過程中各項技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對等離子體進行的控制等方面。通過對電磁場、溫度場和空間不同種類粒子分布參數(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)，靶的電磁場設(shè)汁等，因此，為保證膜厚均勻性，國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)計方案。同時，還有很多專門從事靶的分析、設(shè)計和制造的公司，并開發(fā)相關(guān)的應用設(shè)計軟件，根據(jù)客戶的要求對設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計。國內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計方面與國際先進水平之間還存在較大差距。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。

磁控濺射靶材的分類：根據(jù)材料的成分不同，靶材可分為金屬靶材、合金靶材、無機非金屬靶材等。其中無機非金屬靶材又可分為氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同種類靶材。根據(jù)幾何形狀的不同，靶材可分為長方體形靶材、圓柱體靶材和不規(guī)則形狀靶材；此外，靶材還可以分為實心和空心兩種類型靶材。目前靶材較常用的分類方法是根據(jù)靶材應用領(lǐng)域進行劃分，主要包括半導體領(lǐng)域應用靶材、記錄介質(zhì)應用靶材、顯示薄膜應用靶材、光學靶材、超導靶材等。其中半導體領(lǐng)域用靶材、記錄介質(zhì)用靶材和顯示靶材是市場需求規(guī)模較大的三類靶材。磁控濺射的優(yōu)點：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。廣東專業(yè)磁控濺射特點

磁控濺射的優(yōu)點：膜的牢固性好。單靶磁控濺射方案

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點：1、基片溫度低：可利用陽極導走放電時產(chǎn)生的電子，而不必借助基材支架接地來完成，可以有效減少電子轟擊基材，因而基材的溫度較低，非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕：磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導致，靶的局部位置刻蝕速率較大，使靶材有效利用率較低。因此，想要提高靶材利用率，需要通過一定手段將磁場分布改變，或者利用磁鐵在陰極中移動，也可提高靶材利用率。單靶磁控濺射方案

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