磁控溅射是在外加电场的两极之间引入一个磁场。这个磁场使得电子受到洛伦兹力的束缚作用,其运动路线受到控制,因此大幅度增加了电子与Ar分子(原子)碰撞的几率,提高了气体分子的电离程度,从而使溅射效率得到很大的提升。溅射现象自发现以来己被普遍应用在多种薄膜的制备中,如制备金属、半导体、合金、氧化物以及化合物半导体等。磁控溅射包括很多种类。各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点:利用磁场与电场交互作用,使电子在靶表面附近成螺旋状运行,从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。磁控溅射在技术上可以分为直流(DC)磁控溅射、中频(MF)磁控溅射、射频(RF)磁控溅射。不同的金属、合金、氧化物能够进行混合,同时溅射于基材上。山西高温磁控溅射
磁控溅射是以磁场束缚和延长电子的运动路径,改变电子的运动方向,提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。电子的归宿不只是基片,真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿。但一般基片与真空室及阳极在同一电势。磁场与电场的交互作用使单个电子轨迹呈三维螺旋状,而不是只在靶面圆周运动。至于靶面圆周型的溅射轮廓,那是靶源磁场磁力线呈圆周形状分布。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。在EXBshift机理下工作的除磁控溅射外,还有多弧镀靶源,离子源,等离子源等都在此原理下工作。所不同的是电场方向,电压电流大小等因素。辽宁脉冲磁控溅射优点安装镀膜基片或工件的样品台以及真空室接地,作为阳极。
磁控溅射技术有:直流溅射法。直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极,从而该方法只能溅射导体材料。因为轰击绝缘靶材时,表面的离子电荷无法中和,这将导致靶面电位升高,外加电压几乎都加在靶上,两极间的离子加速与电离的机会将变小,甚至不能电离,导致不能连续放电甚至放电停止,溅射停止。故对于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材,须用射频溅射法。溅射过程中涉及到复杂的散射过程和多种能量传递过程:入射粒子与靶材原子发生弹性碰撞,入射粒子的一部分动能会传给靶材原子;某些靶材原子的动能超过由其周围存在的其它原子所形成的势垒,从而从晶格点阵中被碰撞出来,产生离位原子;这些离位原子进一步和附近的原子依次反复碰撞,产生碰撞级联;当这种碰撞级联到达靶材表面时,如果靠近靶材表面的原子的动能大于表面结合能,这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。
磁控溅射的基本原理是利用Ar一O2混合气体中的等离子体在电场和交变磁场的作用下,被加速的高能粒子轰击靶材表面,能量交换后,靶材表面的原子脱离原晶格而逸出,转移到基体表面而成膜。磁控溅射的特点是成膜速率高,基片温度低,膜的粘附性好,可实现大面积镀膜。该技术可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。磁控溅射设备一般根据所采用的电源的不同又可分为直流溅射和射频溅射两种。直流磁控溅射的特点是在阳极基片和阴极靶之间加一个直流电压,阳离子在电场的作用下轰击靶材,它的溅射速率一般都比较大。脉冲磁控溅射是溅射绝缘材料沉积的优先选择工艺过程。
磁控溅射是物理的气相沉积的一种,也是物理的气相沉积中技术较为成熟的。磁控溅射的工作原理是电子在电场的作用下,在飞向基材过程中与氩原子发生碰撞,电离出氩正离子和新的电子;新电子飞向基材,氩正离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射;在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基材上形成薄膜。磁控溅射技术制备的薄膜具有硬度高、强度大、耐磨性好、摩擦系数低、稳定性好等优点。磁控溅射镀膜工艺过程简单,对环境无污染,耗材少,成膜均匀致密,与基材的结合力强。这种技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域,是太阳选择性吸收涂层更理想的制备方法。磁控溅射发展至今,除了上述一般溅射方法的优点外,还实现了高速、低温、低损伤。山西高温磁控溅射
磁控溅射镀膜产品优点:可以沉积合金和化合物的薄膜,同时保持与原始材料相似的组成。山西高温磁控溅射
溅射技术是指使得具有一定能量的粒子轰击材料表面,使得固体材料表面的原子或分子分离,飞溅落于另一物体表面形成镀膜的技术。被粒子轰击的材料称为靶材,而被镀膜的固体材料称为基片。首先由极板发射出粒子,这些粒子一般是电子,接着使它们在外电场加速下与惰性气体分子一般是氩气分子(即Ar原子)碰撞,使得其电离成Ar离子和二次电子。Ar离子会受到电场的作用,以高速轰击靶材,使靶材表面原子或分子飞溅出去,落于基片表面沉积下来形成薄膜。山西高温磁控溅射
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