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產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。電源與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結(jié)合,形成一種新穎的成膜過程與質(zhì)量調(diào)控技術(shù),是可應(yīng)用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術(shù),填補(bǔ)了國內(nèi)在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術(shù)復(fù)合,利用其高離化率和淹沒性的特點(diǎn),通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控,實(shí)現(xiàn)高膜基結(jié)合力、高質(zhì)量、高均勻性薄膜的制備。同時結(jié)合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統(tǒng),開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應(yīng)用。其中心技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán),已申請相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問題的突破具有重大意義,有助于提升我國在表面工程加工領(lǐng)域的國際競爭力。如在交通領(lǐng)域,該技術(shù)用于汽車發(fā)動機(jī)三部件,可降低摩擦25%,減少油耗3%;機(jī)械加工領(lǐng)域,沉積先進(jìn)鍍層可使刀具壽命提高2~10倍,加工速度提高30-70%。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E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。吉林直流磁控濺射處理
PVD技術(shù)常用的方法:PVD基本方法。真空蒸發(fā)、濺射、離子鍍,以下介紹幾種常用的方法。電子束蒸發(fā):電子束蒸發(fā)是利用聚焦成束的電子束來加熱蒸發(fā)源,使其蒸發(fā)并沉積在基片表面而形成薄膜。特征:真空環(huán)境;蒸發(fā)源材料需加熱熔化;基底材料也在較高溫度中;用磁場控制蒸發(fā)的氣體,從而控制生成鍍膜的厚度。濺射沉積:濺射是與氣體輝光放電相聯(lián)系的一種薄膜沉積技術(shù)。濺射的方法很多,有直流濺射、RF濺射和反應(yīng)濺射等,而用得較多的是磁控濺射、中頻濺射、直流濺射、RF濺射和離子束濺射。上海脈沖磁控濺射流程磁控濺射可用于制備多種材料,如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等。
真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn):1、基片溫度低??衫藐枠O導(dǎo)走放電時產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導(dǎo)致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低。因此,想要提高靶材利用率,需要通過一定手段將磁場分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動,也可提高靶材利用率。
高速率磁控濺射的一個固有的性質(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)致沉積過程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長薄膜上,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問題。相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備包括真空蒸發(fā)鍍膜機(jī)、真空濺射鍍膜機(jī)和真空離子鍍膜機(jī)。
磁控濺射是在外加電場的兩極之間引入一個磁場。這個磁場使得電子受到洛倫茲力的束縛作用,其運(yùn)動路線受到控制,因此大幅度增加了電子與Ar分子(原子)碰撞的幾率,提高了氣體分子的電離程度,從而使濺射效率得到很大的提升。濺射現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來己被普遍應(yīng)用在多種薄膜的制備中,如制備金屬、半導(dǎo)體、合金、氧化物以及化合物半導(dǎo)體等。磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點(diǎn):利用磁場與電場交互作用,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)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。磁控濺射在技術(shù)上可以分為直流(DC)磁控濺射、中頻(MF)磁控濺射、射頻(RF)磁控濺射。磁控濺射靶材的制備方法:粉末冶金法。江西真空磁控濺射用處
磁控濺射是在低氣壓下進(jìn)行高速濺射,為此需要提高氣體的離化率。吉林直流磁控濺射處理
磁控濺射靶材的原理如下:在被濺射的靶極與陽極之間加一個正交磁場和電場,在高真空室中充入所需要的惰性氣體,永久磁鐵在靶材料表面形成250~350高斯的磁場,同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下,Ar氣電離成正離子和電子,靶上加有一定的負(fù)高壓,從靶極發(fā)出的電子受磁場的作用與工作氣體的電離幾率增大,在陰極附近形成高密度的等離子體,Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面,以很高的速度轟擊靶面,使靶上被濺射出來的原子遵循動量轉(zhuǎn)換原理以較高的動能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種:直流濺射和射頻濺射,其中直流濺射設(shè)備原理簡單,在濺射金屬時,其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為普遍,除可濺射導(dǎo)電材料外,也可濺射非導(dǎo)電的材料,同時還可進(jìn)行反應(yīng)濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射頻的頻率提高后就成為微波等離子體濺射,如今,常用的有電子回旋共振型微波等離子體濺射。吉林直流磁控濺射處理
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所依托可靠的品質(zhì),旗下品牌芯辰實(shí)驗(yàn)室,微納加工以高質(zhì)量的服務(wù)獲得廣大受眾的青睞。業(yè)務(wù)涵蓋了微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)等諸多領(lǐng)域,尤其微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)中具有強(qiáng)勁優(yōu)勢,完成了一大批具特色和時代特征的電子元器件項(xiàng)目;同時在設(shè)計(jì)原創(chuàng)、科技創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面推動行業(yè)發(fā)展。隨著我們的業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)展,從微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)等到眾多其他領(lǐng)域,已經(jīng)逐步成長為一個獨(dú)特,且具有活力與創(chuàng)新的企業(yè)。廣東省半導(dǎo)體所始終保持在電子元器件領(lǐng)域優(yōu)先的前提下,不斷優(yōu)化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。在微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)等領(lǐng)域承攬了一大批高精尖項(xiàng)目,積極為更多電子元器件企業(yè)提供服務(wù)。