真空磁控濺射技術(shù)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(chǎng)的作用下,對(duì)陰極靶材表面進(jìn)行轟擊,把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來(lái),被濺射出來(lái)的粒子帶有一定的動(dòng)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(jiǎn)單的直流二極濺射,它的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)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(jìn)行;在直流二極濺射裝置中增加一個(gè)熱陰極和陽(yáng)極,就構(gòu)成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽(yáng)極產(chǎn)生的熱電子增強(qiáng)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(jìn)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(jìn)行;同時(shí)放電電流也增大,并可單獨(dú)控制,不受電壓影響。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。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(yīng)用。反應(yīng)磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬(wàn)平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。上海多層磁控濺射用處
雙靶磁控濺射儀是一款高真空鍍膜設(shè)備,可用于制備單層或多層鐵電薄膜、導(dǎo)電薄膜、合金薄膜、半導(dǎo)體薄膜、陶瓷薄膜、介質(zhì)薄膜、光學(xué)薄膜、氧化物薄膜、硬質(zhì)薄膜、聚四氟乙烯薄膜等。研究所生產(chǎn)的DC系列的數(shù)字型熱式氣體流量控制器在該設(shè)備中使用,產(chǎn)品采用全數(shù)字架構(gòu),新型的傳感制作工藝,通訊方式兼容:0-5V、4-20mA、RS485通訊模式,一鍵切換通訊信號(hào),操作簡(jiǎn)單方便。雙室磁控濺射沉積系統(tǒng)是帶有進(jìn)樣室的高真空多功能磁控濺射鍍膜設(shè)備。它可用于在高真空背景下,充入高純氬氣,采用磁控濺射方式制備各種金屬膜、介質(zhì)膜、半導(dǎo)體膜,而且又可以較好地濺射鐵磁材料(Fe、Co、Ni),制備磁性薄膜。在鍍膜工藝條件下,采用微機(jī)控制樣品轉(zhuǎn)盤(pán)和靶擋板,既可以制備單層膜,又可以制備各種多層膜,為新材料和薄膜科學(xué)研究領(lǐng)域提供了十分理想的研制手段。湖北雙靶磁控濺射用處雙靶磁控濺射儀是一款高真空鍍膜設(shè)備。
磁控濺射的工藝研究:1、系統(tǒng)參數(shù):工藝會(huì)受到很多參數(shù)的影響。其中,一些是可以在工藝運(yùn)行期間改變和控制的;而另外一些則雖然是固定的,但是一般在工藝運(yùn)行前可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行控制。兩個(gè)重要的固定參數(shù)是:靶結(jié)構(gòu)和磁場(chǎng)。2、靶結(jié)構(gòu):每個(gè)單獨(dú)的靶都具有其自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和顆粒方向。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,兩個(gè)看起來(lái)完全相同的靶材可能會(huì)出現(xiàn)迥然不同的濺射速率。在鍍膜操作中,如果采用了新的或不同的靶,應(yīng)當(dāng)特別注意這一點(diǎn)。如果所有的靶材塊在加工期間具有相似的結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)電源,根據(jù)需要提高或降低功率可以對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)償。在一套靶中,由于顆粒結(jié)構(gòu)不同,也會(huì)產(chǎn)生不同的濺射速率。這也需要在鍍膜期間加以注意。不過(guò),這種情況只有通過(guò)更換靶材才能得到解決,這時(shí)候?yàn)榱说玫絻?yōu)良的膜層,必須重新調(diào)整功率或傳動(dòng)速度。因?yàn)樗俣葘?duì)于產(chǎn)品是至關(guān)重要的,所以標(biāo)準(zhǔn)而且適當(dāng)?shù)恼{(diào)整方法是提高功率。
磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下,在飛向基片過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用,產(chǎn)生E(電場(chǎng))×B(磁場(chǎng))所指的方向漂移,簡(jiǎn)稱E×B漂移,其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場(chǎng),則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)路徑不只很長(zhǎng),而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來(lái)轟擊靶材,從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠(yuǎn)離靶表面,并在電場(chǎng)E的作用下較終沉積在基片上。由于該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):基板有低溫性。相對(duì)于二級(jí)濺射和熱蒸發(fā)來(lái)說(shuō),磁控濺射加熱少。
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。磁控濺射可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。海南金屬磁控濺射鍍膜
在各種濺射鍍膜技術(shù)中,磁控濺射技術(shù)是較重要的技術(shù)之一。上海多層磁控濺射用處
為了解決陰極濺射的缺陷,人們?cè)?0世紀(jì)70年代的時(shí)候開(kāi)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)。該方法的缺點(diǎn)是不能制備絕緣體膜,而且磁控電極中采用的不均勻磁場(chǎng)會(huì)使靶材產(chǎn)生明顯的不均勻刻蝕,導(dǎo)致靶材利用率低,一般只為20%-30%。上海多層磁控濺射用處
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