磁控濺射技術(shù)原理：電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過(guò)程中受到磁場(chǎng)洛倫茲力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過(guò)多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽(yáng)極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽(yáng)極在同一電勢(shì)。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。山西脈沖磁控濺射優(yōu)點(diǎn)
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(chǎng)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(chǎng)正交的磁場(chǎng)，濺射時(shí)產(chǎn)生的快電子在正交的電磁場(chǎng)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(guò)這種技術(shù)達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等作用。貴州真空磁控濺射磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)如下：操作易控。
磁控濺射的濺射技術(shù)：直流磁控濺射技術(shù)：為了解決陰極濺射的缺陷，人們?cè)?0世紀(jì)70年發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng)，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過(guò)多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，已變成低能電子，從而不會(huì)使基片過(guò)熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。
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。高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來(lái)產(chǎn)生濺射的一種磁控濺射技術(shù)。
高速率磁控濺射的一個(gè)固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率。高的沉積速率意味著高的粒子流飛向基片，導(dǎo)致沉積過(guò)程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長(zhǎng)薄膜上，引起沉積溫度明顯增加。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走，薄膜的較大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán)，還要求良好的靶材導(dǎo)熱率及較薄膜的靶厚度。同時(shí)高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%～30%，因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個(gè)問(wèn)題。磁控濺射靶的非平衡磁場(chǎng)不只有通過(guò)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。遼寧射頻磁控濺射儀器
向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統(tǒng)，系統(tǒng)中的兩個(gè)磁控靶連接在同一脈沖電源上。山西脈沖磁控濺射優(yōu)點(diǎn)
特殊濺射沉積技術(shù)：反應(yīng)濺射參數(shù)與生成物性能的關(guān)系：在純Ar狀態(tài)下濺射沉積的時(shí)純鋁膜，當(dāng)?shù)獨(dú)獗灰胝婵帐液?，靶面發(fā)生變化，隨氮?dú)獾牧坎粩嗌仙畛湟蜃酉陆?，膜?nèi)AlN含量上升，膜的介質(zhì)性提高，方塊電阻增加，當(dāng)?shù)獨(dú)膺_(dá)到某一值時(shí)，沉積膜就是純的AlN。同時(shí)電流不變的條件下，電壓下降，沉積速率降低。根據(jù)膜的導(dǎo)電性的高低可定性的將反應(yīng)濺射過(guò)程分為兩種模式--金屬模式和化合物模式，介乎兩者之間是過(guò)渡區(qū)。一般認(rèn)為膜的方塊電阻在1000之下是金屬模式，大于幾M為化合物模式。由于反應(yīng)氣體量的增加，靶面上會(huì)形成一層化合物，薄膜成分變化的同時(shí)沉積速率下降當(dāng)氣體量按原來(lái)增加量減少時(shí)，放電曲線及沉積速率都出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。山西脈沖磁控濺射優(yōu)點(diǎn)
