磁控濺射的工藝研究：1、傳動(dòng)速度：玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過傳動(dòng)來進(jìn)行的。低傳動(dòng)速度使玻璃在陰極范圍內(nèi)經(jīng)過的時(shí)間更長，這樣就可以沉積出更厚的膜層。不過，為了保證膜層的均勻性，傳動(dòng)速度必須保持恒定。鍍膜區(qū)內(nèi)一般的傳動(dòng)速度范圍為每分鐘0~600英寸之間。根據(jù)鍍膜材料、功率、陰極的數(shù)量以及膜層的種類的不同，通常的運(yùn)行范圍是每分鐘90~400英寸之間。2、距離與速度及附著力：為了得到較大的沉積速率并提高膜層的附著力，在保證不會破壞輝光放電自身的前提下，基片應(yīng)當(dāng)盡可能放置在離陰極較近的地方。濺射粒子和氣體分子的平均自由程也會在其中發(fā)揮作用。當(dāng)增加基片與陰極之間的距離，碰撞的幾率也會增加，這樣濺射粒子到達(dá)基片時(shí)所具有的能力就會減少。所以，為了得到較大的沉積速率和較好的附著力，基片必須盡可能地放置在靠近陰極的位置上。單向脈沖正電壓段的電壓為零!濺射發(fā)生在負(fù)電壓段。湖南平衡磁控濺射工藝

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。單靶磁控濺射用途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。

PVD技術(shù)特征：過濾陰極弧。過濾陰極電弧配有高效的電磁過濾系統(tǒng)，可將弧源產(chǎn)生的等離子體中的宏觀大顆粒過濾掉，因此制備的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蝕性能好，與機(jī)體的結(jié)合力很強(qiáng)。離子束：離子束加工是在真空條件下，先由電子槍產(chǎn)生電子束，再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中，使低壓惰性氣體離子化。由負(fù)極引出陽離子又經(jīng)加速、集束等步驟，獲得具有一定速度的離子投射到材料表面，產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于離子帶正電荷，其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)萬倍，所以離子束比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能，是靠微觀的機(jī)械撞擊能量來加工的。

真空磁控濺射為什么必須在真空環(huán)境？濺射過程是通過電能，使氣體的離子轟擊靶材，就像磚頭砸土墻，土墻的部分原子濺射出來，落在所要鍍膜的基體上的過程。如果氣體太多，氣體離子在運(yùn)行到靶材的過程中，很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞，這樣就不能加速，也濺射不出靶材原子來。所以需要真空狀態(tài)。而如果氣體太少，氣體分子不能成為離子，沒有很多可以轟擊靶材，所以也不行。只能選擇中間值，有足夠的氣體離子可以轟擊靶材，而在轟擊過程中，不至于因?yàn)闅怏w太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量。所以必須在較為恒定的真空狀態(tài)下。此狀態(tài)根據(jù)氣體分子直徑和分子自由程計(jì)算。一般在0.2-0.5Pa之間。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(jìn)行磁控濺射沉積。

磁控濺射概述：濺射是一種基于等離子體的沉積過程，其中高能離子向目標(biāo)加速。離子撞擊目標(biāo)，原子從表面噴射。這些原子向基板移動(dòng)并結(jié)合到正在生長的薄膜中。磁控濺射是一種涉及氣態(tài)等離子體的沉積技術(shù)，該等離子體產(chǎn)生并限制在包含要沉積的材料的空間內(nèi)。靶材表面被等離子體中的高能離子侵蝕，釋放出的原子穿過真空環(huán)境并沉積到基板上形成薄膜。在典型的濺射沉積工藝中，腔室首先被抽真空至高真空，以較小化所有背景氣體和潛在污染物的分壓。達(dá)到基本壓力后，包含等離子體的濺射氣體流入腔室，并使用壓力控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)總壓力-通常在毫托范圍內(nèi)?；逵械蜏匦?，相對于二級濺射和熱蒸發(fā)來說，磁控濺射加熱少。山西磁控濺射設(shè)備

在熱陰極的前面增加一個(gè)電極，構(gòu)成四極濺射裝置，可使放電趨于穩(wěn)定。湖南平衡磁控濺射工藝

物相沉積的基本特點(diǎn)：物相沉積技術(shù)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(jié)合力強(qiáng)。該技術(shù)普遍應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，可制備具有耐磨、耐腐蝕、裝飾、導(dǎo)電、絕緣、光導(dǎo)、壓電、磁性、潤滑、超導(dǎo)等特性的膜層。隨著高科技及新興工業(yè)發(fā)展，物相沉積技術(shù)出現(xiàn)了不少新的先進(jìn)的亮點(diǎn)，如多弧離子鍍與磁控濺射兼容技術(shù)，大型矩形長弧靶和濺射靶，非平衡磁控濺射靶，孿生靶技術(shù)，帶狀泡沫多弧沉積卷繞鍍層技術(shù)，條狀纖維織物卷繞鍍層技術(shù)等，使用的鍍層成套設(shè)備，向計(jì)算機(jī)全自動(dòng)，大型化工業(yè)規(guī)模方向發(fā)展。湖南平衡磁控濺射工藝