廣東單靶磁控濺射原理

來源: 發(fā)布時間:2023-12-02

磁控濺射技術原理如下:濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產生的等離子體在電場的作用下,對陰極靶材表面進行轟擊,把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來,被濺射出來的粒子帶有一定的動能,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)的是簡單的直流二極濺射,它的優(yōu)點是裝置簡單,但是直流二極濺射沉積速率低;為了保持自持放電,不能在低氣壓下進行;在直流二極濺射裝置中增加一個熱陰極和陽極,就構成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽極產生的熱電子增強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)下進行;同時放電電流也增大,并可單獨控制,不受電壓影響。在熱陰極的前面增加一個電極,構成四極濺射裝置,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)應用。在電子領域,磁控濺射可以用于制造各種電子器件的薄膜部分,如半導體器件、傳感器等。廣東單靶磁控濺射原理

廣東單靶磁控濺射原理,磁控濺射

磁控濺射是一種常見的薄膜制備技術,其應用廣闊,主要包括以下幾個方面:1.光學薄膜:磁控濺射可以制備高質量的光學薄膜,如反射鏡、透鏡、濾光片等,廣泛應用于光學儀器、光學通信、顯示器件等領域。2.電子器件:磁控濺射可以制備高質量的金屬、半導體、氧化物等薄膜,廣泛應用于電子器件制備中,如集成電路、太陽能電池、LED等。3.硬質涂層:磁控濺射可以制備高硬度、高耐磨的涂層,廣泛應用于機械零件、刀具、模具等領域,提高其耐磨性和使用壽命。4.生物醫(yī)學:磁控濺射可以制備生物醫(yī)學材料,如人工關節(jié)、牙科材料、藥物傳遞系統(tǒng)等,具有良好的生物相容性和生物活性。5.納米材料:磁控濺射可以制備納米材料,如納米線、納米顆粒等,具有特殊的物理、化學性質,廣泛應用于納米電子、納米傳感器、納米催化等領域。總之,磁控濺射是一種重要的薄膜制備技術,其應用廣闊,涉及多個領域,為現(xiàn)代科技的發(fā)展做出了重要貢獻。上海高溫磁控濺射步驟除了傳統(tǒng)的直流磁控濺射,還有射頻磁控濺射、脈沖磁控濺射等多種形式,以滿足不同應用場景的需求。

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磁控濺射設備的主要用途有哪些呢?1、被應用于裝飾領域,被制成全反射及半透明膜,比如我們常用常換常買的手機殼,沒想到吧;2、被應用于機械加工行業(yè)中提高涂層產品的壽命壽命。因為濺射磁控鍍膜能夠有效提高表面硬度、韌性、耐磨抗損以及耐化學侵蝕、耐高溫,從而達到提高產品壽命的作用;3、被應用于微電子領域。在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術,主要應用在化學氣相沉積(CVD)或金屬有機;4、被應用于在高溫超導薄膜、鐵電體薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽能電池等方面的研究,發(fā)揮了非常重大且重要的作用。

磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點:利用磁場與電場交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運行,從而增大電子撞擊氬氣產生離子的概率。所產生的離子在電場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合力強。平衡靶源多用于半導體光學膜,非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場位形分布不同,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,靶材利用率相對較高。但由于電子沿磁力線運動主要閉合于靶面,基片區(qū)域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術,即讓磁控陰極外磁極磁通大于內磁極,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。磁控濺射的優(yōu)點如下: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。

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磁控濺射技術原理如下:電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(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程中受到磁場洛倫茲力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內,該區(qū)域內等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長。在運動過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,經過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,遠離靶材,較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向,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,真空室內壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。脈沖磁控濺射可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度。福建高溫磁控濺射設備

磁控濺射是一種目前應用十分普遍的薄膜沉積技術。廣東單靶磁控濺射原理

磁控濺射是一種常用的制備薄膜的方法,通過實驗評估磁控濺射制備薄膜的性能可以采用以下方法:1.表面形貌分析:使用掃描電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微鏡(AFM)等儀器觀察薄膜表面形貌,評估薄膜的平整度和表面粗糙度。2.結構分析:使用X射線衍射(XRD)或透射電子顯微鏡(TEM)等儀器觀察薄膜的晶體結構和晶粒大小,評估薄膜的結晶度和晶粒尺寸。3.光學性能分析:使用紫外-可見分光光度計(UV-Vis)或激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM)等儀器測量薄膜的透過率、反射率和吸收率等光學性能,評估薄膜的光學性能。4.電學性能分析:使用四探針電阻率儀或霍爾效應儀等儀器測量薄膜的電阻率、載流子濃度和遷移率等電學性能,評估薄膜的電學性能。5.機械性能分析:使用納米壓痕儀或萬能材料試驗機等儀器測量薄膜的硬度、彈性模量和抗拉強度等機械性能,評估薄膜的機械性能。通過以上實驗評估方法,可以全方面地評估磁控濺射制備薄膜的性能,為薄膜的應用提供重要的參考依據(jù)。廣東單靶磁控濺射原理