平衡磁控濺射即傳統(tǒng)的磁控濺射,是在陰極靶材背后放置芯部與外環(huán)磁場(chǎng)強(qiáng)度相等或相近的永磁體或電磁線圈,在靶材表面形成與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)。沉積室充入一定量的工作氣體,通常為Ar,在高壓作用下Ar原了電離成為Ar+離子和電子,產(chǎn)生輝光放電,Ar+離子經(jīng)電場(chǎng)加速轟擊靶材,濺射出靶材原子、離子和二次電子等。電子在相互垂直的電磁場(chǎng)的作用下,以擺線方式運(yùn)動(dòng),被束縛在靶材表面,延長(zhǎng)了其在等離子體中的運(yùn)動(dòng)軌跡,增加其參與氣體分子碰撞和電離的過(guò)程,電離出更多的離子,提高了氣體的離化率,在較低的氣體壓力下也可維持放電,因而磁控濺射既降低濺射過(guò)程中的氣體壓力,也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。濺射工藝可重復(fù)性好,可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜。深圳射頻磁控濺射儀器
磁控濺射是物相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料,且具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的磁控濺射法更是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因?yàn)槭窃诘蜌鈮合逻M(jìn)行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過(guò)在靶陰極表面引入磁場(chǎng),利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來(lái)提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過(guò)程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復(fù)雜的散射過(guò)程,和靶原子碰撞,把部分動(dòng)量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級(jí)聯(lián)過(guò)程。在這種級(jí)聯(lián)過(guò)程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量,離開(kāi)靶被濺射出來(lái)。湖南脈沖磁控濺射過(guò)程磁控濺射在靶材表面建立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng),解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問(wèn)題。
直流磁控濺射所用的電源是直流高壓電源,通常在300~1000V,特點(diǎn)是濺射速率快,造價(jià)低,后期維修保養(yǎng)廉價(jià)??墒侵荒転R射金屬靶材,假如靶材是絕緣體,隨著濺射的深化,靶材會(huì)聚集很多的電荷,導(dǎo)致濺射無(wú)法持續(xù)。因而關(guān)于金屬靶材通常用直流磁控濺射,因?yàn)樵靸r(jià)廉價(jià),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,目前在工業(yè)上使用普遍。脈沖磁控濺射是采用脈沖電源或者直流電源與脈沖生成裝置配合,輸出脈沖電流驅(qū)動(dòng)磁控濺射沉積。一般使用矩形波電壓,既容易獲得又有利于研究濺射放電等離子體的變化過(guò)程。工作模式與中頻濺射。
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。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。
真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(diǎn):復(fù)合靶??芍谱鲝?fù)合靶鍍合金膜,目前,采用復(fù)合磁控靶濺射工藝已成功鍍上了Ta-Ti合金、(Tb-Dy)-Fe以及Gb-Co合金膜。復(fù)合靶的結(jié)構(gòu)有四種,分別是圓塊鑲嵌靶、方塊鑲嵌靶、小方塊鑲嵌靶以及扇形鑲嵌靶,其中以扇形鑲嵌靶結(jié)構(gòu)的使用效果為佳。磁控濺射是眾多獲得高質(zhì)量的薄膜技術(shù)當(dāng)中使用較普遍的一種鍍膜工藝,采用新型陰極使其擁有很高的靶材利用率和高沉積速率,該工藝不只用于單層膜的沉積,還可鍍制多層的薄膜,此外,還用于卷繞工藝中用于包裝膜、光學(xué)膜、貼膜等膜層鍍制。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(lái)產(chǎn)生濺射的一種磁控濺射技術(shù)。貴州金屬磁控濺射技術(shù)
磁控濺射粉體鍍膜技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了銀包銅粉、銀包鋁粉、鋁包硅粉等多種微納米級(jí)粉體的量產(chǎn)。深圳射頻磁控濺射儀器
高能脈沖磁控濺射技術(shù)介紹及特點(diǎn):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(lái)產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。力學(xué)所引進(jìn)德國(guó)電源,與等離子體淹沒(méi)離子注入沉積方法相結(jié)合,形成一種新穎的成膜過(guò)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(guó)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(méi)性的特點(diǎn),通過(guò)成膜過(guò)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(shí)結(jié)合全新的粒子能量與成膜過(guò)程反饋控制系統(tǒng),開(kāi)展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時(shí)空演變及荷能粒子成膜物理過(guò)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(shí)產(chǎn)權(quán),已申請(qǐng)相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題的突破具有重大意義,有助于提升我國(guó)在表面工程加工領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。如在交通領(lǐng)域,該技術(shù)用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)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%。深圳射頻磁控濺射儀器
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所在同行業(yè)領(lǐng)域中,一直處在一個(gè)不斷銳意進(jìn)取,不斷制造創(chuàng)新的市場(chǎng)高度,多年以來(lái)致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價(jià)值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),在廣東省等地區(qū)的電子元器件中始終保持良好的商業(yè)口碑,成績(jī)讓我們喜悅,但不會(huì)讓我們止步,殘酷的市場(chǎng)磨煉了我們堅(jiān)強(qiáng)不屈的意志,和諧溫馨的工作環(huán)境,富有營(yíng)養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開(kāi)拓創(chuàng)新,勇于進(jìn)取的無(wú)限潛力,廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來(lái),回首過(guò)去,我們不會(huì)因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績(jī)而沾沾自喜,相反的是面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)氛圍,我們更要明確自己的不足,做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備,要不畏困難,激流勇進(jìn),以一個(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家,共同走向輝煌回來(lái)!