真空磁控濺射為什么必須在真空環(huán)境？濺射過程是通過電能，使氣體的離子轟擊靶材，就像磚頭砸土墻，土墻的部分原子濺射出來，落在所要鍍膜的基體上的過程。如果氣體太多，氣體離子在運(yùn)行到靶材的過程中，很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞，這樣就不能加速，也濺射不出靶材原子來。所以需要真空狀態(tài)。而如果氣體太少，氣體分子不能成為離子，沒有很多可以轟擊靶材，所以也不行。只能選擇中間值，有足夠的氣體離子可以轟擊靶材，而在轟擊過程中，不至于因?yàn)闅怏w太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量。所以必須在較為恒定的真空狀態(tài)下。此狀態(tài)根據(jù)氣體分子直徑和分子自由程計(jì)算。一般在0.2-0.5Pa之間。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁。天津磁控濺射哪家好

磁控濺射的濺射技術(shù)：直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí)，表面的離子電荷無法中和，這將導(dǎo)致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小，甚至不能電離，導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁?，須用射頻濺射法。濺射過程中涉及到復(fù)雜的散射過程和多種能量傳遞過程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子；某些靶材原子的動(dòng)能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘，從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來，產(chǎn)生離位原子；這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞，產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián)；當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí)，如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能，這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。深圳雙靶磁控濺射技術(shù)濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。

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，與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結(jié)合，形成一種新穎的成膜過程與質(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性的特點(diǎn)，通過成膜過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程反饋控制系統(tǒng)，開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%。

真空磁控濺射技術(shù)：真空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場(chǎng)形成電子陷阱，使在E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。設(shè)置一個(gè)與靶面電場(chǎng)正交的磁場(chǎng)，濺射時(shí)產(chǎn)生的快電子在正交的電磁場(chǎng)中作近似擺線運(yùn)動(dòng)，增加了電子行程，提高了氣體的離化率，同時(shí)高能量粒子與氣體碰撞后失去能量，基體溫度較低，在不耐溫材料上可以完成鍍膜。這種技術(shù)是玻璃膜技術(shù)中的較較好技術(shù)，是由航天工業(yè)、兵器工業(yè)、和核工業(yè)三個(gè)方面相結(jié)合的較好技術(shù)的民用化，民用主要是通過這種技術(shù)達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等作用。用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。

磁控濺射的工藝研究：1、氣體環(huán)境：真空系統(tǒng)和工藝氣體系統(tǒng)共同控制著氣體環(huán)境。首先，真空泵將室體抽到一個(gè)高真空。然后，由工藝氣體系統(tǒng)充入工藝氣體，將氣體壓強(qiáng)降低到大約2X10-3torr。為了確保得到適當(dāng)質(zhì)量的同一膜層，工藝氣體必須使用純度為99.995%的高純氣體。在反應(yīng)濺射中，在反應(yīng)氣體中混合少量的惰性氣體可以提高濺射速率。2、氣體壓強(qiáng)：將氣體壓強(qiáng)降低到某一點(diǎn)可以提高離子的平均自由程、進(jìn)而使更多的離子具有足夠的能量去撞擊陰極以便將粒子轟擊出來，也就是提高濺射速率。超過該點(diǎn)之后，由于參與碰撞的分子過少則會(huì)導(dǎo)致離化量減少，使得濺射速率發(fā)生下降。如果氣壓過低，等離子體就會(huì)熄滅同時(shí)濺射停止。提高氣體壓強(qiáng)可提高離化率，但是也就降低了濺射原子的平均自由程，這也可以降低濺射速率。能夠得到較大沉積速率的氣體壓強(qiáng)范圍非常狹窄。如果進(jìn)行的是反應(yīng)濺射，由于它會(huì)不斷消耗，所以為了維持均勻的沉積速率，必須按照適當(dāng)?shù)乃俣妊a(bǔ)充新的反應(yīng)鍍渡。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。河北直流磁控濺射平臺(tái)

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。天津磁控濺射哪家好

磁控濺射的種類：用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘?，等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體，則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕?。?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易，而實(shí)際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)生在陽(yáng)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。德國(guó)萊寶發(fā)明的孿生靶源技術(shù)，很好的解決了這個(gè)問題。其原理是一對(duì)靶源互相為陰陽(yáng)極，從而消除陽(yáng)極表面氧化或氮化。冷卻是一切源所必需，因?yàn)槟芰亢艽笠徊糠洲D(zhuǎn)為熱量，若無冷卻或冷卻不足，這種熱量將使靶源溫度達(dá)一千度以上從而溶化整個(gè)靶源。天津磁控濺射哪家好