磁控濺射的工藝研究:1、功率:每一個陰極都具有自己的電源。根據(jù)陰極的尺寸和系統(tǒng)設計,功率可以在0~150KW之間變化。電源是一個恒流源。在功率控制模式下,功率固定同時監(jiān)控電壓,通過改變輸出電流來維持恒定的功率。在電流控制模式下,固定并監(jiān)控輸出電流,這時可以調(diào)節(jié)電壓。施加的功率越高,沉積速率就越大。2、速度:另一個變量是速度。對于單端鍍膜機,鍍膜區(qū)的傳動速度可以在每分鐘0~600英寸之間選擇。對于雙端鍍膜機,鍍膜區(qū)的傳動速度可以在每分鐘0~200英寸之間選擇。在給定的濺射速率下,傳動速度越低則表示沉積的膜層越厚。3、氣體:較后一個變量是氣體,可以在三種氣體中選擇兩種作為主氣體和輔氣體來進行使用。物相沉積技術工藝過程簡單,對環(huán)境改善,無污染,耗材少,成膜均勻致密,與基體的結合力強。浙江反應磁控濺射價格
真空磁控濺射技術的特點:磁控濺射是由二極濺射基礎上發(fā)展而來,在靶材表面建立與電場正交磁場,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相比具有如下特點: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計;濺射鍍膜速度快,膜層致密,附著性好等特點,很適合于大批量,高效率工業(yè)生產(chǎn)。海南射頻磁控濺射工藝脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進行磁控濺射沉積。
脈沖磁控濺射的工作原理:脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進行磁控濺射沉積。脈沖濺射可以有效地抑制電弧產(chǎn)生進而消除由此產(chǎn)生的薄膜缺陷,同時可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列明顯的優(yōu)點,是濺射絕緣材料沉積的優(yōu)先選擇工藝過程。在一個周期內(nèi)存在正電壓和負電壓兩個階段,在負電壓段,電源工作于靶材的濺射,正電壓段,引入電子中和靶面累積的正電荷,并使表面清潔,裸露出金屬表面。加在靶材上的脈沖電壓與一般磁控濺射相同!為400~500V,電源頻率在10~350KHz,在保證穩(wěn)定放電的前提下,應盡可能取較低的頻率#由于等離子體中的電子相對離子具有更高的能動性,因此正電壓值只需要是負電壓的10%~20%,就可以有效中和靶表面累積的正電荷。占空比的選擇在保證濺射時靶表面累積的電荷能在正電壓階段被完全中和的前提下,盡可能提高占空,以實現(xiàn)電源的較大效率。
反應磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實現(xiàn)單機年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。但是,直流反應濺射的反應氣體會在靶表面非侵蝕區(qū)形成絕緣介質(zhì)層,造成電荷積累放電,導致沉積速率降低和不穩(wěn)定,進而影響薄膜的均勻性及重復性,甚至損壞靶和基片。為了解決這一問題,近年來發(fā)展了一系列穩(wěn)定等離子體以控制沉積速率,提高薄膜均勻性和重復性的技術。(1)采用雙靶中頻電源解決反應磁控濺射過程中因陽極被絕緣介質(zhì)膜覆蓋而造成的等離子體不穩(wěn)定現(xiàn)象,同時還解決了電荷積累放電的問題。(2)利用等離子發(fā)射譜監(jiān)測等離子體中的金屬粒子含量,調(diào)節(jié)反應氣體流量使等離子體放電電壓穩(wěn)定,從而使沉積速率穩(wěn)定。(3)使用圓柱形旋轉(zhuǎn)靶減小絕緣介質(zhì)膜的覆蓋面積。(4)降低輸入功率,并使用能夠在放電時自動切斷輸出功率的智能電源抑制電弧。(5)反應過程與沉積過程分室進行,既能有效提高薄膜沉積速率,又能使反應氣體與薄膜表面充分反應生成化合物薄膜。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料,且具有設備簡單、易于控制、附著力強等優(yōu)點。
磁控濺射法:磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣,在陰極和陽極之間施加幾百K直流電壓,在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電,使氬氣發(fā)生電離。優(yōu)勢特點:較常用的制備磁性薄膜的方法是磁控濺射法。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面,將靶材表面原子濺射出來沉積在基底表面上形成薄膜。通過更換不同材質(zhì)的靶和控制不同的濺射時間,便可以獲得不同材質(zhì)和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結合力強、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點。磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其產(chǎn)生出Ar正離子。吉林金屬磁控濺射特點
真空磁控濺射涂層技術與真空蒸發(fā)涂層技術相比有許多優(yōu)點。浙江反應磁控濺射價格
真空磁控濺射技術的原理:濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產(chǎn)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(chǎn)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。浙江反應磁控濺射價格