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廣東直流磁控濺射平臺(tái)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-03-14

談到磁控濺射,首先就要說(shuō)濺射技術(shù)。濺射技術(shù)是指使得具有一定能量的粒子轟擊材料表面,使得固體材料表面的原子或分子分離,飛濺落于另一物體表面形成鍍膜的技術(shù)。被粒子轟擊的材料稱為靶材,而被鍍膜的固體材料稱為基片。首先由極板發(fā)射出粒子,這些粒子一般是電子,接著使它們?cè)谕怆妶?chǎng)加速下與惰性氣體分子一般是氬氣分子(即Ar原子)碰撞,使得其電離成Ar離子和二次電子。Ar離子會(huì)受到電場(chǎng)的作用,以高速轟擊靶材,使靶材表面原子或分子飛濺出去,落于基片表面沉積下來(lái)形成薄膜。隨著工業(yè)的需求和表面技術(shù)的發(fā)展,新型磁控濺射如高速濺射、自濺射等成為磁控濺射領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢(shì)。廣東直流磁控濺射平臺(tái)

廣東直流磁控濺射平臺(tái),磁控濺射

高速率磁控濺射本質(zhì)特點(diǎn)是產(chǎn)生大量的濺射粒子,導(dǎo)致較高的沉積速率。實(shí)驗(yàn)表明在較大的靶源密度在高速濺射,靶的濺射和局部蒸發(fā)同時(shí)發(fā)生,兩種過(guò)程的結(jié)合保證了較大的沉積速率(幾μm/min)并導(dǎo)致薄膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。與通常的磁控濺射比較,高速濺射和自濺射的特點(diǎn)在于較高的靶功率密度Wt=Pd/S>50Wcm-2,(Pd為磁控靶功率,S為靶表面積)。高速濺射有一定的限制,因此在特殊的環(huán)境才能保持高速濺射,如足夠高的靶源密度,靶材足夠的產(chǎn)額和濺射氣體壓力,并且要獲得較大氣體的離化率。較大限制高速沉積薄膜的是濺射靶的冷卻。廣州多層磁控濺射用途磁控濺射在技術(shù)上可以分為直流(DC)磁控濺射、中頻(MF)磁控濺射、射頻(RF)磁控濺射。

廣東直流磁控濺射平臺(tái),磁控濺射

磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品特點(diǎn):1、磁控濺射所利用的環(huán)狀磁場(chǎng)迫使二次電子跳欄式地沿著環(huán)狀磁場(chǎng)轉(zhuǎn)圈.相應(yīng)地,環(huán)狀磁場(chǎng)控制的區(qū)域是等離子體密度較高的部位.在磁控濺射時(shí),可以看見(jiàn)濺射氣體——?dú)鍤庠谶@部位發(fā)出強(qiáng)烈的淡藍(lán)色輝光,形成一個(gè)光環(huán).處于光環(huán)下的靶材是被離子轟擊較嚴(yán)重的部位,會(huì)濺射出一條環(huán)狀的溝槽.環(huán)狀磁場(chǎng)是電子運(yùn)動(dòng)的軌道,環(huán)狀的輝光和溝槽將其形象地表現(xiàn)了出來(lái).磁控濺射靶的濺射溝槽一旦穿透靶材,就會(huì)導(dǎo)致整塊靶材報(bào)廢,所以靶材的利用率不高,一般低于40%;2、等離子體不穩(wěn)定。

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,為了制備大面積均勻且批量一致好的薄膜,釆用優(yōu)化靶基距、改變基片運(yùn)動(dòng)方式、實(shí)行膜厚監(jiān)控等措施。多工位磁控濺射鍍膜儀器由于其速度比可調(diào)以及同時(shí)制作多個(gè)基片,效率大幅度提高,被越來(lái)越多的重視和使用。在實(shí)際鍍膜中,有時(shí)靶材料是不宜中間開(kāi)孔的,而且對(duì)于磁控濺射系統(tǒng),所以在實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)改變靶形狀來(lái)改善膜厚均勻性的方法是行不通的。因此找到一種能改善膜厚均勻性并且可行的方法是非常有必要且具有重要意義的。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。

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磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。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)。磁控濺射法實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。廣州多層磁控濺射用途

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。廣東直流磁控濺射平臺(tái)

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(diǎn):1、沉積速率大。由于采用高速磁控電極,可獲得的離子流很大,有效提高了此工藝鍍膜過(guò)程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比,磁控濺射的產(chǎn)能高、產(chǎn)量大、于各類工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。2、功率效率高。磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內(nèi)的電壓,通常為600V,因?yàn)?00V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內(nèi)。3、濺射能量低。磁控靶電壓施加較低,磁場(chǎng)將等離子體約束在陰極附近,可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。廣東直流磁控濺射平臺(tái)

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