真空磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)：磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來，在靶材表面建立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng)，解決了二極濺射沉積速率低，等離子體離化率低等問題，成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)：可制備成靶的材料廣，幾乎所有金屬，合金和陶瓷材料都可以制成靶材；在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式，可沉積配比精確恒定的合金；在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體，可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜；通過精確地控制濺射鍍膜過程，容易獲得均勻的高精度的膜厚；通過離子濺射靶材料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài)，濺射靶的安裝不受限制，適合于大容積鍍膜室多靶布置設(shè)計(jì)；濺射鍍膜速度快，膜層致密，附著性好等特點(diǎn)，很適合于大批量，高效率工業(yè)生產(chǎn)。直流濺射方法用于被濺射材料為導(dǎo)電材料的濺射和反應(yīng)濺射鍍膜中，其工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，有較高的濺射速率。天津反應(yīng)磁控濺射鍍膜
磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點(diǎn)是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射是70年代迅速發(fā)展起來的一種“高速低溫濺射技術(shù)”。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁場(chǎng)。當(dāng)濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速為高能電子后，并不直接飛向陽極，而是在正交電磁場(chǎng)作用下作來回振蕩的近似擺線的運(yùn)動(dòng)。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉(zhuǎn)移能量，使之電離而本身變成低能電子。這些低能電子較終沿磁力線漂移到陰極附近而被吸收，避免高能電子對(duì)極板的強(qiáng)烈轟擊，消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷，體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點(diǎn)。由于外加磁場(chǎng)的存在，電子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)增加了電離率，實(shí)現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術(shù)特點(diǎn)是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)，一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。天津平衡磁控濺射方案濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。
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)，薄膜是在放置在真空室中的基板上生長(zhǎng)的。強(qiáng)大的磁鐵用于電離目標(biāo)材料，并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。然后空氣被移除，目標(biāo)材料，即構(gòu)成薄膜的材料，以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過使用強(qiáng)大的磁鐵被電離。現(xiàn)在以等離子體的形式，帶負(fù)電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個(gè)原子或分子到幾百個(gè)。磁鐵有助于加速薄膜的生長(zhǎng)，因?yàn)閷?duì)原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用，因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率，使它們能夠在較低的壓力下更快地生長(zhǎng)。
磁控濺射的工藝研究：1、系統(tǒng)參數(shù)：工藝會(huì)受到很多參數(shù)的影響。其中，一些是可以在工藝運(yùn)行期間改變和控制的;而另外一些則雖然是固定的，但是一般在工藝運(yùn)行前可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行控制。兩個(gè)重要的固定參數(shù)是：靶結(jié)構(gòu)和磁場(chǎng)。2、靶結(jié)構(gòu)：每個(gè)單獨(dú)的靶都具有其自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和顆粒方向。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，兩個(gè)看起來完全相同的靶材可能會(huì)出現(xiàn)迥然不同的濺射速率。在鍍膜操作中，如果采用了新的或不同的靶，應(yīng)當(dāng)特別注意這一點(diǎn)。如果所有的靶材塊在加工期間具有相似的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)電源，根據(jù)需要提高或降低功率可以對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)償。在一套靶中，由于顆粒結(jié)構(gòu)不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的濺射速率。這也需要在鍍膜期間加以注意。不過，這種情況只有通過更換靶材才能得到解決，這時(shí)候?yàn)榱说玫絻?yōu)良的膜層，必須重新調(diào)整功率或傳動(dòng)速度。因?yàn)樗俣葘?duì)于產(chǎn)品是至關(guān)重要的，所以標(biāo)準(zhǔn)而且適當(dāng)?shù)恼{(diào)整方法是提高功率。玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過傳動(dòng)來進(jìn)行的。
磁控濺射的種類：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。安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地，作為陽極。遼寧金屬磁控濺射步驟
磁控濺射靶的非平衡磁場(chǎng)不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強(qiáng)度的永磁體獲得，也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生。天津反應(yīng)磁控濺射鍍膜
磁控濺射的工藝研究：濺射變量：電壓和功率：在氣體可以電離的壓強(qiáng)范圍內(nèi)如果改變施加的電壓，電路中等離子體的阻抗會(huì)隨之改變，引起氣體中的電流發(fā)生變化。改變氣體中的電流可以產(chǎn)生更多或更少的離子，這些離子碰撞靶體就可以控制濺射速率。一般來說，提高電壓可以提高離化率。這樣電流會(huì)增加，所以會(huì)引起阻抗的下降。提高電壓時(shí)，阻抗的降低會(huì)大幅度地提高電流，即大幅度提高了功率。如果氣體壓強(qiáng)不變，濺射源下的基片的移動(dòng)速度也是恒定的，那么沉積到基片上的材料的量則決定于施加在電路上的功率。在VONARDENNE鍍膜產(chǎn)品中所采用的范圍內(nèi)，功率的提高與濺射速率的提高是一種線性的關(guān)系。天津反應(yīng)磁控濺射鍍膜
