脈沖磁控濺射的分類(lèi):(1)單向脈沖:?jiǎn)蜗蛎}沖正電壓段的電壓為零!濺射發(fā)生在負(fù)電壓段。由于零電壓段靶表面電荷中和效果不明顯。(2)、雙向脈沖:雙向脈沖在一個(gè)周期內(nèi)存在正電壓和負(fù)電壓兩個(gè)階段,在負(fù)電壓段,電源工作于靶材的濺射,正電壓段,引入電子中和靶面累積的正電荷,并使表面清潔,裸露出金屬表面。雙向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統(tǒng),系統(tǒng)中的兩個(gè)磁控靶連接在同一脈沖電源上,兩個(gè)靶交替充當(dāng)陰極和陽(yáng)極。陰極靶在濺射的同時(shí),陽(yáng)極靶完成表面清潔,如此周期性地變換磁控靶極性,就產(chǎn)生了“自清潔”效應(yīng)。用磁控靶源濺射金屬和合金很容易,點(diǎn)火和濺射很方便。吉林脈沖磁控濺射用途
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)。但是,直流反應(yīng)濺射的反應(yīng)氣體會(huì)在靶表面非侵蝕區(qū)形成絕緣介質(zhì)層,造成電荷積累放電,導(dǎo)致沉積速率降低和不穩(wěn)定,進(jìn)而影響薄膜的均勻性及重復(fù)性,甚至損壞靶和基片。為了解決這一問(wèn)題,近年來(lái)發(fā)展了一系列穩(wěn)定等離子體以控制沉積速率,提高薄膜均勻性和重復(fù)性的技術(shù)。(1)采用雙靶中頻電源解決反應(yīng)磁控濺射過(guò)程中因陽(yáng)極被絕緣介質(zhì)膜覆蓋而造成的等離子體不穩(wěn)定現(xiàn)象,同時(shí)還解決了電荷積累放電的問(wèn)題。(2)利用等離子發(fā)射譜監(jiān)測(cè)等離子體中的金屬粒子含量,調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體流量使等離子體放電電壓穩(wěn)定,從而使沉積速率穩(wěn)定。(3)使用圓柱形旋轉(zhuǎn)靶減小絕緣介質(zhì)膜的覆蓋面積。(4)降低輸入功率,并使用能夠在放電時(shí)自動(dòng)切斷輸出功率的智能電源抑制電弧。(5)反應(yīng)過(guò)程與沉積過(guò)程分室進(jìn)行,既能有效提高薄膜沉積速率,又能使反應(yīng)氣體與薄膜表面充分反應(yīng)生成化合物薄膜。吉林脈沖磁控濺射用途磁控濺射發(fā)展至今,除了上述一般濺射方法的優(yōu)點(diǎn)外,還實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。
磁控濺射的工藝研究:1、功率:每一個(gè)陰極都具有自己的電源。根據(jù)陰極的尺寸和系統(tǒng)設(shè)計(jì),功率可以在0~150KW之間變化。電源是一個(gè)恒流源。在功率控制模式下,功率固定同時(shí)監(jiān)控電壓,通過(guò)改變輸出電流來(lái)維持恒定的功率。在電流控制模式下,固定并監(jiān)控輸出電流,這時(shí)可以調(diào)節(jié)電壓。施加的功率越高,沉積速率就越大。2、速度:另一個(gè)變量是速度。對(duì)于單端鍍膜機(jī),鍍膜區(qū)的傳動(dòng)速度可以在每分鐘0~600英寸之間選擇。對(duì)于雙端鍍膜機(jī),鍍膜區(qū)的傳動(dòng)速度可以在每分鐘0~200英寸之間選擇。在給定的濺射速率下,傳動(dòng)速度越低則表示沉積的膜層越厚。3、氣體:較后一個(gè)變量是氣體,可以在三種氣體中選擇兩種作為主氣體和輔氣體來(lái)進(jìn)行使用。
物相沉積的基本特點(diǎn):物相沉積技術(shù)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境改善,無(wú)污染,耗材少,成膜均勻致密,與基體的結(jié)合力強(qiáng)。該技術(shù)普遍應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域,可制備具有耐磨、耐腐蝕、裝飾、導(dǎo)電、絕緣、光導(dǎo)、壓電、磁性、潤(rùn)滑、超導(dǎo)等特性的膜層。隨著高科技及新興工業(yè)發(fā)展,物相沉積技術(shù)出現(xiàn)了不少新的先進(jìn)的亮點(diǎn),如多弧離子鍍與磁控濺射兼容技術(shù),大型矩形長(zhǎng)弧靶和濺射靶,非平衡磁控濺射靶,孿生靶技術(shù),帶狀泡沫多弧沉積卷繞鍍層技術(shù),條狀纖維織物卷繞鍍層技術(shù)等,使用的鍍層成套設(shè)備,向計(jì)算機(jī)全自動(dòng),大型化工業(yè)規(guī)模方向發(fā)展?;逵械蜏匦?,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。
磁控濺射概述:濺射是一種基于等離子體的沉積過(guò)程,其中高能離子向目標(biāo)加速。離子撞擊目標(biāo),原子從表面噴射。這些原子向基板移動(dòng)并結(jié)合到正在生長(zhǎng)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(shù),該等離子體產(chǎn)生并限制在包含要沉積的材料的空間內(nèi)。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(guò)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(dá)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(tǒng)調(diào)節(jié)總壓力-通常在毫托范圍內(nèi)。交流磁控濺射和直流濺射相比交流磁控濺射采 用交流電源代替直流電源,解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。福建磁控濺射特點(diǎn)
磁控濺射具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。吉林脈沖磁控濺射用途
真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)的區(qū)別:真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。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。大多數(shù)粒子是原子狀態(tài),通常稱(chēng)為濺射原子。用于轟擊目標(biāo)的濺射顆??梢允请娮?、離子或中性顆粒,因?yàn)殡x子很容易加速電場(chǎng)下所需的動(dòng)能,所以大多數(shù)都使用離子作為轟擊顆粒。濺射過(guò)程是基于光放電,即濺射離子來(lái)自氣體放電。不同的濺射技術(shù)使用不同的光放電方法。直流二極濺射采用直流光放電,三極濺射采用熱陰極支撐光放電,射頻濺射采用射頻光放電,磁控濺射采用環(huán)磁場(chǎng)控制的光放電。真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)。如任何物質(zhì)都能濺射,特別是高熔點(diǎn)和低蒸汽壓力的元素和化合物;濺射膜與基板附著力好;膜密度高;膜厚可控,重復(fù)性好。此外,蒸發(fā)法與濺射法相結(jié)合,即離子鍍。該方法具有附著力強(qiáng)、沉積率高、膜密度高等優(yōu)點(diǎn)。吉林脈沖磁控濺射用途
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