上海磁控濺射工藝

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。磁控濺射的原理是：靶材背面加上強(qiáng)磁體，形成磁場(chǎng)。上海磁控濺射工藝

磁控濺射方法可用于制備多種材料，如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。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。磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用：1、各種功能薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。例如，在低溫下沉積氮化硅減反射膜以提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。2、微電子?？勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g(shù)，主要用于化學(xué)氣相沉積。3、裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用：如各種全反射膜和半透明膜；比如手機(jī)殼、鼠標(biāo)等。山東雙靶磁控濺射流程磁控濺射是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng)。

磁控濺射設(shè)備的主要用途：1、各種功能性薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如，低溫沉積氮化硅減反射膜，以提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。2、裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用，如各種全反射膜及半透明膜等，如手機(jī)外殼，鼠標(biāo)等。3、在微電子領(lǐng)域作為一種非熱式鍍膜技術(shù)，主要應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積（CVD）或金屬有機(jī)。4、化學(xué)氣相沉積（CVD）生長(zhǎng)困難及不適用的材料薄膜沉積，而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。5、在光學(xué)領(lǐng)域：中頻閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學(xué)薄膜（如增透膜）、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面得到應(yīng)用。特別是透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽(yáng)能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。6、在機(jī)械加工行業(yè)中，表面功能膜、超硬膜，自潤(rùn)滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)得到長(zhǎng)足發(fā)展，能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能，從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。

PVD技術(shù)特征如下：在真空室內(nèi)充入放電所需要的惰性氣體，在高壓電場(chǎng)作用下氣體分子因電離而產(chǎn)生大量正離子。帶電離子被強(qiáng)電場(chǎng)加速，便形成高能量的離子流轟擊蒸發(fā)源材料。在離子轟擊下，蒸發(fā)源材料的原子將離開固體表面，以高速度濺射到基片上并沉積成薄膜。RF濺射：RF濺射使用的頻率約為13.56MHz，它不需要熱陰極，能在較低的氣壓和較低的電壓下進(jìn)行濺射。RF濺射不只可以沉積金屬膜，而且可以沉積多種材料的絕緣介質(zhì)膜，因而使用范圍較廣。電弧離子鍍：陰極弧技術(shù)是在真空條件下，通過(guò)低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài)，從而完成薄膜材料的沉積，該技術(shù)材料的離化率更高，薄膜性能更加優(yōu)異。磁控濺射適用于制備大面積均勻薄膜，并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬(wàn)平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。

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。磁控濺射靶材根據(jù)材料的成分不同，可分為金屬靶材、合金靶材、無(wú)機(jī)非金屬靶材等。上海脈沖磁控濺射分類

磁控濺射鍍膜的應(yīng)用領(lǐng)域：在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用。上海磁控濺射工藝

用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘?，等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體，則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問(wèn)題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕?。?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。上海磁控濺射工藝