磁控濺射靶材的原理: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,除可濺射導電材料外,也可濺射非導電的材料,同時還可進行反應濺射制備氧化物、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。在各種濺射鍍膜技術中,磁控濺射技術是較重要的技術之一。貴州磁控濺射工藝
真空磁控濺射技術的特點:磁控濺射是由二極濺射基礎上發(fā)展而來,在靶材表面建立與電場正交磁場,解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問題,成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術相比具有如下特點:可制備成靶的材料廣,幾乎所有金屬,合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在適當條件下多元靶材共濺射方式,可沉積配比精確恒定的合金;在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體,可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜;通過精確地控制濺射鍍膜過程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過離子濺射靶材料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài),濺射靶的安裝不受限制,適合于大容積鍍膜室多靶布置設計;濺射鍍膜速度快,膜層致密,附著性好等特點,很適合于大批量,高效率工業(yè)生產(chǎn)。安徽反應磁控濺射特點對于大部分材料,只要能制成靶材,就可以實現(xiàn)濺射。
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。
磁控濺射包括很多種類,各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點: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。磁控反應濺射絕緣體看似容易,而實際操作困難。主要問題是反應不光發(fā)生在零件表面,也發(fā)生在陽極,真空腔體表面以及靶源表面,從而引起滅火,靶源和工件表面起弧等。國外發(fā)明的孿生靶源技術,很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極,從而消除陽極表面氧化或氮化。磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。
磁控濺射生成的薄膜厚度的均勻性是成膜性質(zhì)的一項重要指標,因此有必要研究影響磁控濺射均勻性的因素,以更好的實現(xiàn)磁控濺射均勻鍍膜。簡單的說磁控濺射就是在正交的電磁場中,閉合的磁場束縛電子圍繞靶面做螺線運動,在運動過程中不斷撞擊工作氣體氬氣電離出大量的氬離子,氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,濺射出呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。所以要實現(xiàn)均勻的鍍膜,就需要均勻的濺射出靶原子(或分子),這就要求轟擊靶材的氬離子是均勻的且是均勻的轟擊的。由于氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,所以均勻轟擊很大程度上依賴電場的均勻。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強度的永磁體獲得,也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生。上海高溫磁控濺射優(yōu)點
濺射是指荷能顆粒轟擊固體表面,使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。貴州磁控濺射工藝
磁控濺射設備在光學范疇:IF關閉場非平衡磁控濺射技術也已應用于光學薄膜(例如抗反射涂層),低輻射率玻璃和通明導電玻璃中。特別地,通明導電玻璃現(xiàn)在普遍地用于平板顯示設備,太陽能電池,微波和射頻屏蔽設備和設備以及傳感器中。在機械加工工業(yè)中,自引入以來,外表功用膜,超硬膜和自潤滑膜的外表沉積技術得到了大的發(fā)展,可以有效進步外表硬度,復合韌性,耐磨性和高韌性。溫度化學穩(wěn)定性。性能,從而大幅度進步了涂層產(chǎn)品的使用壽命。除了已普遍使用的上述范疇外,磁控濺射鍍膜儀還在高溫超導薄膜,鐵電薄膜,巨磁阻薄膜,薄膜發(fā)光材料,太陽能電池和記憶合金薄膜。貴州磁控濺射工藝
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