真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)的區(qū)別:真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。濺射是指荷能顆粒轟擊固體表面,使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。大多數(shù)粒子是原子狀態(tài),通常稱為濺射原子。用于轟擊目標(biāo)的濺射顆??梢允请娮?、離子或中性顆粒,因?yàn)殡x子很容易加速電場下所需的動(dòng)能,所以大多數(shù)都使用離子作為轟擊顆粒。濺射過程是基于光放電,即濺射離子來自氣體放電。不同的濺射技術(shù)使用不同的光放電方法。直流二極濺射采用直流光放電,三極濺射采用熱陰極支撐光放電,射頻濺射采用射頻光放電,磁控濺射采用環(huán)磁場控制的光放電。真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)。如任何物質(zhì)都能濺射,特別是高熔點(diǎn)和低蒸汽壓力的元素和化合物;濺射膜與基板附著力好;膜密度高;膜厚可控,重復(fù)性好。此外,蒸發(fā)法與濺射法相結(jié)合,即離子鍍。該方法具有附著力強(qiáng)、沉積率高、膜密度高等優(yōu)點(diǎn)。磁控濺射涂層有很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機(jī)械強(qiáng)度得到了改善,更好的附著力。廣州射頻磁控濺射鍍膜
直流濺射的結(jié)構(gòu)原理:真空室中裝有輝光放電的陰極,靶材就裝在此極表面上,接受離子轟擊;安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地,作為陽極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后,通入氬氣,并使其真空度維持在1.0Pa左右,再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上,即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí),在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū),即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來的原子沉積在基片或工件上,形成鍍層。遼寧反應(yīng)磁控濺射用處反應(yīng)磁控濺射沉積過程中基板升溫較小,而且制膜過程中通常也不要求對基板進(jìn)行高溫加熱。
磁控濺射的材料性能:如果靶材是磁性材料,磁力線被靶材屏蔽,磁力線難以穿透靶材在靶材表面上方形成磁場,磁控的作用將大幅度降低。因此,濺射磁性材料時(shí),一方面要求磁控靶的磁場要強(qiáng)一些,另一方面靶材也要制備的薄一些,以便磁力線能穿過靶材,在靶面上方產(chǎn)生磁控作用。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)是在陽極基片和陰極靶之間加一個(gè)直流電壓,陽離子在電場的作用下轟擊靶材,它的濺射速率一般都比較大。
磁控濺射生成的薄膜厚度的均勻性是成膜性質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),因此有必要研究影響磁控濺射均勻性的因素,以更好的實(shí)現(xiàn)磁控濺射均勻鍍膜。簡單的說磁控濺射就是在正交的電磁場中,閉合的磁場束縛電子圍繞靶面做螺線運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中不斷撞擊工作氣體氬氣電離出大量的氬離子,氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,濺射出呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。所以要實(shí)現(xiàn)均勻的鍍膜,就需要均勻的濺射出靶原子(或分子),這就要求轟擊靶材的氬離子是均勻的且是均勻的轟擊的。由于氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,所以均勻轟擊很大程度上依賴電場的均勻。反應(yīng)磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。
磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):(1)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。(2)有很高的沉積率??蔀R射鎢、鋁薄膜和反應(yīng)濺射TiO2、ZrO2薄膜。(3)環(huán)保工藝。磁控濺射鍍膜法生產(chǎn)效率高,沒有環(huán)境污染。(4)涂層很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機(jī)械強(qiáng)度得到了改善,更好的附著力。(5)操作容易控制。鍍膜過程,只要保持壓強(qiáng)、電功率濺射條件穩(wěn)定,就能獲得比較穩(wěn)定的沉積速率。(6)成膜均勻。濺射的薄膜密度普遍提高。(7)濺射的金屬膜通常能獲得良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能及某些特殊性能。(8)濺射可連續(xù)工作,鍍膜過程容易自動(dòng)控制,工業(yè)上流水線作業(yè)。磁控濺射鍍膜的適用范圍:高級產(chǎn)品零/部件表面的裝飾鍍中的應(yīng)用。北京脈沖磁控濺射方案
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)。廣州射頻磁控濺射鍍膜
真空磁控濺射技術(shù):真空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場形成電子陷阱,使在E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。設(shè)置一個(gè)與靶面電場正交的磁場,濺射時(shí)產(chǎn)生的快電子在正交的電磁場中作近似擺線運(yùn)動(dòng),增加了電子行程,提高了氣體的離化率,同時(shí)高能量粒子與氣體碰撞后失去能量,基體溫度較低,在不耐溫材料上可以完成鍍膜。這種技術(shù)是玻璃膜技術(shù)中的較較好技術(shù),是由航天工業(yè)、兵器工業(yè)、和核工業(yè)三個(gè)方面相結(jié)合的較好技術(shù)的民用化,民用主要是通過這種技術(shù)達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等作用。廣州射頻磁控濺射鍍膜
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