云南單靶磁控濺射用處

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-02-17

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。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。云南單靶磁控濺射用處

云南單靶磁控濺射用處,磁控濺射

磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn):利用磁場(chǎng)與電場(chǎng)交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行,從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場(chǎng)作用下撞向靶面從而濺射出靶材。靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源鍍膜均勻,非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強(qiáng)。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜,非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場(chǎng)位形分布不同,大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。平衡態(tài)磁控陰極內(nèi)外磁鋼的磁通量大致相等,兩極磁力線閉合于靶面,很好地將電子/等離子體約束在靶面附近,增加了碰撞幾率,提高了離化效率,因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電,靶材利用率相對(duì)較高。但由于電子沿磁力線運(yùn)動(dòng)主要閉合于靶面,基片區(qū)域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術(shù),即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)磁極,兩極磁力線在靶面不完全閉合,部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區(qū)域,從而部分電子可以沿著磁力線擴(kuò)展到基片,增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。云南單靶磁控濺射用處磁控濺射鍍膜常見(jiàn)領(lǐng)域應(yīng)用:各種功能薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。

云南單靶磁控濺射用處,磁控濺射

磁控濺射技術(shù)有:直流磁控濺射技術(shù)。為了解決陰極濺射的缺陷,人們?cè)?0世紀(jì)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(diǎn),因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是:在磁控濺射中,由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力,它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng),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(shí),經(jīng)過(guò)多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí),已變成低能電子,從而不會(huì)使基片過(guò)熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。

射頻磁控濺射,又稱射頻磁控濺射,是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí),薄膜是在放置在真空室中的基板上生長(zhǎng)的。強(qiáng)大的磁鐵用于電離目標(biāo)材料,并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過(guò)程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。然后空氣被移除,目標(biāo)材料,即構(gòu)成薄膜的材料,以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過(guò)使用強(qiáng)大的磁鐵被電離。現(xiàn)在以等離子體的形式,帶負(fù)電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個(gè)原子或分子到幾百個(gè)。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。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用,因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率,使它們能夠在較低的壓力下更快地生長(zhǎng)。磁控濺射鍍膜的應(yīng)用領(lǐng)域:在玻璃深加工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

云南單靶磁控濺射用處,磁控濺射

PVD技術(shù)特征:過(guò)濾陰極弧。過(guò)濾陰極電弧配有高效的電磁過(guò)濾系統(tǒng),可將弧源產(chǎn)生的等離子體中的宏觀大顆粒過(guò)濾掉,因此制備的薄膜非常致密和平整光滑,具有抗腐蝕性能好,與機(jī)體的結(jié)合力很強(qiáng)。離子束:離子束加工是在真空條件下,先由電子槍產(chǎn)生電子束,再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中,使低壓惰性氣體離子化。由負(fù)極引出陽(yáng)離子又經(jīng)加速、集束等步驟,獲得具有一定速度的離子投射到材料表面,產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于離子帶正電荷,其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)萬(wàn)倍,所以離子束比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能,是靠微觀的機(jī)械撞擊能量來(lái)加工的。磁控濺射鍍膜常見(jiàn)領(lǐng)域應(yīng)用:微電子??勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g(shù),主要用于化學(xué)氣相沉積。江蘇專業(yè)磁控濺射過(guò)程

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。云南單靶磁控濺射用處

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的作用下,被加速的高能粒子轟擊靶材表面,能量交換后,靶材表面的原子脫離原晶格而逸出,轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點(diǎn)是成膜速率高,基片溫度低,膜的粘附性好,可實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。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。直流磁控濺射的特點(diǎn)是在陽(yáng)極基片和陰極靶之間加一個(gè)直流電壓,陽(yáng)離子在電場(chǎng)的作用下轟擊靶材,它的濺射速率一般都比較大。云南單靶磁控濺射用處