河北雙靶磁控濺射流程

非平衡磁控濺射的磁場(chǎng)有邊緣強(qiáng)，也有中部強(qiáng)，導(dǎo)致濺射靶表面磁場(chǎng)的“非平衡”。磁控濺射靶的非平衡磁場(chǎng)不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強(qiáng)度的永磁體獲得，也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生，或采用電磁線圈與永磁體混合結(jié)構(gòu)，還有在陰極和基體之間增加附加的螺線管，用來改變陰極和基體之間的磁場(chǎng)，并以它來控制沉積過程中離子和原子的比例。非平衡磁控濺射系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)，一種是其芯部磁場(chǎng)強(qiáng)度比外環(huán)高，磁力線沒有閉合，被引向真空室壁，基體表面的等離子體密度低，因此該方式很少被采用。另一種是外環(huán)磁場(chǎng)強(qiáng)度高于芯部磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁力線沒有完全形成閉合回路，部分外環(huán)的磁力線延伸到基體表面，使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區(qū)域，同時(shí)再與中性粒子發(fā)生碰撞電離，等離子體不再被完全限制在靶材表面區(qū)域，而是能夠到達(dá)基體表面，進(jìn)一步增加鍍膜區(qū)域的離子濃度，使襯底離子束流密度提高，通?？蛇_(dá)5mA/cm2以上。這樣濺射源同時(shí)又是轟擊基體表面的離子源，基體離子束流密度與靶材電流密度成正比，靶材電流密度提高，沉積速率提高，同時(shí)基體離子束流密度提高，對(duì)沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。磁鐵有助于加速薄膜的生長(zhǎng)，因?yàn)閷?duì)原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。河北雙靶磁控濺射流程

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：1、沉積速度快、基材溫升低、對(duì)膜層的損傷小；2、對(duì)于大部分材料，只要能制成靶材，就可以實(shí)現(xiàn)濺射；3、濺射所獲得的薄膜與基片結(jié)合較好；4、濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好；5、濺射工藝可重復(fù)性好，可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜；6、能夠控制鍍層的厚度，同時(shí)可通過改變參數(shù)條件控制組成薄膜的顆粒大??；7、不同的金屬、合金、氧化物能夠進(jìn)行混合，同時(shí)濺射于基材上；8、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。深圳射頻磁控濺射鍍膜磁控濺射發(fā)展至今，除了上述一般濺射方法的優(yōu)點(diǎn)外，還實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn)：1、沉積速率大：由于采用高速磁控電極，可獲得的離子流很大，有效提高了此工藝鍍膜過程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比，磁控濺射的產(chǎn)能高、產(chǎn)量大、于各類工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。2、功率效率高：磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內(nèi)的電壓，通常為600V，因?yàn)?00V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內(nèi)。3、濺射能量低：磁控靶電壓施加較低，磁場(chǎng)將等離子體約束在陰極附近，可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。

高能脈沖磁控濺射技術(shù)介紹及特點(diǎn)：高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。力學(xué)所引進(jìn)德國(guó)電源，與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結(jié)合，形成一種新穎的成膜過程與質(zhì)量調(diào)控技術(shù)，是可應(yīng)用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術(shù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術(shù)復(fù)合，利用其高離化率和淹沒性的特點(diǎn)，通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控，實(shí)現(xiàn)高膜基結(jié)合力、高質(zhì)量、高均勻性薄膜的制備。同時(shí)結(jié)合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統(tǒng)，開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時(shí)空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應(yīng)用。其中心技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已申請(qǐng)相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問題的突破具有重大意義，有助于提升我國(guó)在表面工程加工領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。如在交通領(lǐng)域，該技術(shù)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機(jī)械加工領(lǐng)域，沉積先進(jìn)鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。在熱陰極的前面增加一個(gè)電極，構(gòu)成四極濺射裝置，可使放電趨于穩(wěn)定。

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(gè)正交的電磁場(chǎng)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(shí)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。濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。天津磁控濺射流程

基板有低溫性，相對(duì)于二級(jí)濺射和熱蒸發(fā)來說，磁控濺射加熱少。河北雙靶磁控濺射流程

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：（1）基板有低溫性。相對(duì)于二級(jí)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(jī)械強(qiáng)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(qiáng)、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(dòng)控制，工業(yè)上流水線作業(yè)。河北雙靶磁控濺射流程