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,在鍍膜室內產生磁控型異常輝光放電,使氬氣發(fā)生電離。磁控濺射法優(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。通過更換不同材質的靶和控制不同的濺射時間,便可以獲得不同材質和不同厚度的薄膜。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。磁控濺射技術得以普遍的應用是由該技術有別于其它鍍膜方法的特點所決定的。北京多層磁控濺射用途
磁控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加速。離子撞擊目標,原子從表面噴射。這些原子向基板移動并結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,該等離子體產生并限制在包含要沉積的材料的空間內。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調節(jié)總壓力-通常在毫托范圍**頻磁控濺射分類磁控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加速。離子撞擊目標,原子從表面噴射。
磁控濺射技術原理如下:濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產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。
真空磁控濺射鍍膜技術的特點:1、沉積速率大。由于采用高速磁控電極,可獲得的離子流很大,有效提高了此工藝鍍膜過程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比,磁控濺射的產能高、產量大、于各類工業(yè)生產中得到普遍應用。2、功率效率高。磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內的電壓,通常為600V,因為600V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內。3、濺射能量低。磁控靶電壓施加較低,磁場將等離子體約束在陰極附近,可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。離子束加工是在真空條件下,由電子槍產生電子束,引入電離室中,使低壓惰性氣體離子化。
直流濺射的結構原理如下: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,即可產生輝光放電。此時,在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū),即負輝區(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。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。磁控濺射是一種目前應用十分普遍的薄膜沉積技術。共濺射磁控濺射方案
反應磁控濺射所用的靶材料和反應氣體純度很高,因而有利于制備高純度的化合物薄膜。北京多層磁控濺射用途
磁控濺射設備的主要用途:1、各種功能性薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如,低溫沉積氮化硅減反射膜,以提高太陽能電池的光電轉換效率。2、裝飾領域的應用,如各種全反射膜及半透明膜等,如手機外殼,鼠標等。3、在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術,主要應用在化學氣相沉積(CVD)或金屬有機。4、化學氣相沉積(CVD)生長困難及不適用的材料薄膜沉積,而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。5、在光學領域:中頻閉合場非平衡磁控濺射技術也已在光學薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導電玻璃等方面得到應用。特別是透明導電玻璃普遍應用于平板顯示器件、太陽能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。6、在機械加工行業(yè)中,表面功能膜、超硬膜,自潤滑薄膜的表面沉積技術自問世以來得到長足發(fā)展,能有效的提高表面硬度、復合韌性、耐磨損性和抗高溫化學穩(wěn)定性能,從而大幅度地提高涂層產品的使用壽命。北京多層磁控濺射用途