磁控濺射靶材的分類(lèi):根據(jù)材料的成分不同,靶材可分為金屬靶材、合金靶材、無(wú)機(jī)非金屬靶材等。其中無(wú)機(jī)非金屬靶材又可分為氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同種類(lèi)靶材。根據(jù)幾何形狀的不同,靶材可分為長(zhǎng)(正)方體形靶材、圓柱體靶材和不規(guī)則形狀靶材;此外,靶材還可以分為實(shí)心和空心兩種類(lèi)型靶材。目前靶材較常用的分類(lèi)方法是根據(jù)靶材應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行劃分,主要包括半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用靶材、記錄介質(zhì)應(yīng)用靶材、顯示薄膜應(yīng)用靶材、光學(xué)靶材、超導(dǎo)靶材等。其中半導(dǎo)體領(lǐng)域用靶材、記錄介質(zhì)用靶材和顯示靶材是市場(chǎng)需求規(guī)模較大的三類(lèi)靶材。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。深圳單靶磁控濺射方案
磁控濺射應(yīng)用:(1)磁控濺射技術(shù)在光學(xué)薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面也得到應(yīng)用。在透明導(dǎo)電玻璃在玻璃基片或柔性襯底上,濺射制備SiO2薄膜和摻雜ZnO或InSn氧化物(ITO)薄膜,使可見(jiàn)光范圍內(nèi)平均光透過(guò)率在90%以上。(2)在現(xiàn)代機(jī)械加工工業(yè)中,利用磁控濺射技術(shù)制作表面功能膜、超硬膜,自潤(rùn)滑薄膜,能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能,從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射除上述已被大量應(yīng)用的領(lǐng)域,還在高溫超導(dǎo)薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽(yáng)能電池、記憶合金薄膜研究方面發(fā)揮重要作用。山東真空磁控濺射磁控濺射鍍膜的適用范圍:在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用。
磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的作用下,被加速的高能粒子轟擊靶材表面,能量交換后,靶材表面的原子脫離原晶格而逸出,轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點(diǎn)是成膜速率高,基片溫度低,膜的粘附性好,可實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設(shè)備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點(diǎn)是在陽(yáng)極基片和陰極靶之間加一個(gè)直流電壓,陽(yáng)離子在電場(chǎng)的作用下轟擊靶材,它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材,因?yàn)槿绻墙^緣體靶材,則由于陽(yáng)粒子在靶表面積累,造成所謂的“靶中毒”,濺射率越來(lái)越低。
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。磁鐵有助于加速薄膜的生長(zhǎng),因?yàn)閷?duì)原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。
磁控濺射的工藝研究:1、磁場(chǎng):用來(lái)捕獲二次電子的磁場(chǎng)必須在整個(gè)靶面上保持一致,而且磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)合適。磁場(chǎng)不均勻就會(huì)產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場(chǎng)強(qiáng)度如果不適當(dāng),那么即使磁場(chǎng)強(qiáng)度一致也會(huì)導(dǎo)致膜層沉積速率低下,而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會(huì)使膜層受到污染。如果磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高,可能在開(kāi)始的時(shí)候沉積速率會(huì)非常高,但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系,這個(gè)速率會(huì)迅速下降到一個(gè)非常低的水平。同樣,這個(gè)刻蝕區(qū)也會(huì)造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù):在濺射過(guò)程中,通過(guò)改變改變這些參數(shù)可以進(jìn)行工藝的動(dòng)態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類(lèi)和壓強(qiáng)。磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):基板低溫性。廣州磁控濺射技術(shù)
磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。深圳單靶磁控濺射方案
真空磁控濺射的分類(lèi):平面磁控濺射:平衡平面濺射是較常用的平面靶磁控濺射,磁力線有閉合回路且與陰極平行,即在陰極表面構(gòu)成一個(gè)正交的電磁場(chǎng)環(huán)形區(qū)域。等離子體被束縛在靶表面距離靶面大約60cm的區(qū)域,通常在基片上加負(fù)偏壓來(lái)改善膜與基體的結(jié)合能力;非平衡平面磁控濺射為了將等離子區(qū)域擴(kuò)展,利用磁體擺放方式的調(diào)整,可以方便的獲得不同的非平衡磁控源。圓柱磁控濺射沉積技術(shù):利用圓柱形磁控陰極實(shí)現(xiàn)濺射的技術(shù)磁控源是關(guān)鍵部分,陰極在中心位置的叫磁控源;陽(yáng)極在中心位置的叫反磁控源。深圳單靶磁控濺射方案
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