近年来磁控溅射技能发展十分迅速,代表性办法有平衡平衡磁控溅射、反响磁控溅射、中频磁控溅射及高能脉冲磁控溅射等等。放电发生的等离子体中,氩气正离子在电场效果下向阴极移动,与靶材外表磕碰,受磕碰而从靶材外表溅射出的靶材原子称为溅射原子。磁控溅射不只应用于科研及工业范畴,已延伸到许多日常生活用品,主要应用在化学气相堆积制膜困难的薄膜制备。磁控溅射技能在制备电子封装及光学薄膜方面已有多年,特别是先进的中频非平衡磁控溅射技能也已在光学薄膜、通明导电玻璃等方面得到应用。磁控溅射属于辉光放电范畴,利用阴极溅射原理进行镀膜。黑龙江磁控溅射用处
真空磁控溅射技术:真空磁控溅射技术是指一种利用阴极表面配合的磁场形成电子陷阱,使在E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。设置一个与靶面电场正交的磁场,溅射时产生的快电子在正交的电磁场中作近似摆线运动,增加了电子行程,提高了气体的离化率,同时高能量粒子与气体碰撞后失去能量,基体温度较低,在不耐温材料上可以完成镀膜。这种技术是玻璃膜技术中的较较好技术,是由航天工业、兵器工业、和核工业三个方面相结合的较好技术的民用化,民用主要是通过这种技术达到节能、环保等作用。安徽射频磁控溅射工艺空磁控溅射技术是指一种利用阴极表面配合的磁场形成电子陷阱,使E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。
平衡磁控溅射即传统的磁控溅射,是在阴极靶材背后放置芯部与外环磁场强度相等或相近的永磁体或电磁线圈,在靶材表面形成与电场方向垂直的磁场。沉积室充入一定量的工作气体,通常为Ar,在高压作用下Ar原了电离成为Ar+离子和电子,产生辉光放电,Ar+离子经电场加速轰击靶材,溅射出靶材原子、离子和二次电子等。电子在相互垂直的电磁场的作用下,以摆线方式运动,被束缚在靶材表面,延长了其在等离子体中的运动轨迹,增加其参与气体分子碰撞和电离的过程,电离出更多的离子,提高了气体的离化率,在较低的气体压力下也可维持放电,因而磁控溅射既降低溅射过程中的气体压力,也同时提高了溅射的效率和沉积速率。
磁控溅射的工艺研究:1、传动速度:玻璃基片在阴极下的移动是通过传动来进行的。低传动速度使玻璃在阴极范围内经过的时间更长,这样就可以沉积出更厚的膜层。不过,为了保证膜层的均匀性,传动速度必须保持恒定。镀膜区内一般的传动速度范围为每分钟0~600英寸之间。根据镀膜材料、功率、阴极的数量以及膜层的种类的不同,通常的运行范围是每分钟90~400英寸之间。2、距离与速度及附着力:为了得到较大的沉积速率并提高膜层的附着力,在保证不会破坏辉光放电自身的前提下,基片应当尽可能放置在离阴极较近的地方。溅射粒子和气体分子的平均自由程也会在其中发挥作用。当增加基片与阴极之间的距离,碰撞的几率也会增加,这样溅射粒子到达基片时所具有的能力就会减少。所以,为了得到较大的沉积速率和较好的附着力,基片必须尽可能地放置在靠近阴极的位置上。磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。
相较于蒸发镀膜,真空磁控溅射镀膜的膜更均匀,那么真空蒸发镀膜所镀出来的膜厚度在中心位置一般会薄一点。因此,由于我们无法控制真空蒸发镀膜的膜层的厚度,而真空磁控溅射镀膜的过程中可通过控制时间长短来控制镀层厚度,所以蒸镀真空镀膜不适应企业大规模的生产。反之,溅射镀膜在这方面就比较有优势了。那么相对于蒸发镀膜来说,真空磁控溅射镀膜除了膜厚均匀与可控灵活的优势之外,还有这些特点:磁控溅射镀的膜层的纯度高,因此致密性好;膜层物料灵活,薄膜可以由大多数材料构成,包括常见的合金、化合物之类的;溅射镀膜的沉积速率较低,整体设备相对复杂一些;真空溅射薄膜与作用基底之间的粘合、附着力很好。溅射可连续工作,镀膜过程容易自动控制,工业上流水线作业。山东多层磁控溅射用途
在气体可以电离的压强范围内如果改变施加的电压,电路中等离子体的阻抗会随之改变。黑龙江磁控溅射用处
磁控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,不适于绝缘材料。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(RF)。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(对于金属是5-10eV),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(对于金属是1-6eV),这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。黑龙江磁控溅射用处
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