湖南金屬磁控濺射平臺(tái)

磁控濺射技術(shù)原理如下：電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過(guò)程中受到磁場(chǎng)洛倫茲力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過(guò)多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，較終沉積在基片上。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)。濺射是指荷能顆粒轟擊固體表面，使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。湖南金屬磁控濺射平臺(tái)

磁控濺射靶材的制備技術(shù)方法按生產(chǎn)工藝可分為熔融鑄造法和粉末冶金法兩大類，在靶材的制備過(guò)程中，除嚴(yán)格控制材料的純度、致密度、晶粒度以及結(jié)晶取向之外，對(duì)熱處理工藝條件、后續(xù)成型加工過(guò)程亦需要加以嚴(yán)格的控制，以保證靶材的質(zhì)量。磁控濺射靶材的制備方法：1、熔融鑄造法。與粉末冶金法相比，熔融鑄造法生產(chǎn)的靶材產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，致密度高。2、粉末冶金法。通常，熔融鑄造法無(wú)法實(shí)現(xiàn)難熔金屬濺射靶材的制備，對(duì)于熔點(diǎn)和密度相差較大的兩種或兩種以上的金屬，采用普通的熔融鑄造法，一般也難以獲得成分均勻的合金靶材；對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬靶材、復(fù)合靶材，熔融鑄造法更是無(wú)能為力，而粉末冶金法是解決制備上述靶材技術(shù)難題的較佳途徑。同時(shí)，粉末冶金工藝還具有容易獲得均勻細(xì)晶結(jié)構(gòu)、節(jié)約原材料、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。福建真空磁控濺射特點(diǎn)磁控濺射成為鍍膜工業(yè)主要技術(shù)之一。

直流濺射的結(jié)構(gòu)原理如下：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；安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地，作為陽(yáng)極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后，通入氬氣，并使其真空度維持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上，即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí)，在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū)，即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來(lái)的原子沉積在基片或工件上，形成鍍層。

磁控濺射靶材的原理如下：在被濺射的靶極與陽(yáng)極之間加一個(gè)正交磁場(chǎng)和電場(chǎng)，在高真空室中充入所需要的惰性氣體，永久磁鐵在靶材料表面形成250～350高斯的磁場(chǎng)，同高壓電場(chǎng)組成正交電磁場(chǎng)。在電場(chǎng)的作用下，Ar氣電離成正離子和電子，靶上加有一定的負(fù)高壓，從靶極發(fā)出的電子受磁場(chǎng)的作用與工作氣體的電離幾率增大，在陰極附近形成高密度的等離子體，Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面，以很高的速度轟擊靶面，使靶上被濺射出來(lái)的原子遵循動(dòng)量轉(zhuǎn)換原理以較高的動(dòng)能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種：直流濺射和射頻濺射，其中直流濺射設(shè)備原理簡(jiǎn)單，在濺射金屬時(shí)，其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為普遍，除可濺射導(dǎo)電材料外，也可濺射非導(dǎo)電的材料，同時(shí)還可進(jìn)行反應(yīng)濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射頻的頻率提高后就成為微波等離子體濺射，如今，常用的有電子回旋共振型微波等離子體濺射。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(lái)產(chǎn)生濺射的一種磁控濺射技術(shù)。

磁控濺射是物理的氣相沉積的一種，也是物理的氣相沉積中技術(shù)較為成熟的。磁控濺射的工作原理是電子在電場(chǎng)的作用下，在飛向基材過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出氬正離子和新的電子；新電子飛向基材，氬正離子在電場(chǎng)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材上形成薄膜。磁控濺射技術(shù)制備的薄膜具有硬度高、強(qiáng)度大、耐磨性好、摩擦系數(shù)低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。磁控濺射鍍膜工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，耗材少，成膜均勻致密，與基材的結(jié)合力強(qiáng)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，是太陽(yáng)選擇性吸收涂層更理想的制備方法。脈沖磁控濺射可以有效地抑制電弧產(chǎn)生進(jìn)而消除由此產(chǎn)生的薄膜缺陷。單靶磁控濺射哪家有

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。湖南金屬磁控濺射平臺(tái)

磁控濺射技術(shù)原理如下：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(chǎng)的作用下，對(duì)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(lái)，被濺射出來(lái)的粒子帶有一定的動(dòng)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(jiǎn)單的直流二極濺射，它的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)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(gè)熱陰極和陽(yáng)極，就構(gòu)成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽(yáng)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(shí)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(gè)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。湖南金屬磁控濺射平臺(tái)