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黑龍江磁控濺射原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-02-08

磁控濺射的工藝研究:1、磁場(chǎng)。用來(lái)捕獲二次電子的磁場(chǎng)必須在整個(gè)靶面上保持一致,而且磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)合適。磁場(chǎng)不均勻就會(huì)產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場(chǎng)強(qiáng)度如果不適當(dāng),那么即使磁場(chǎng)強(qiáng)度一致也會(huì)導(dǎo)致膜層沉積速率低下,而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會(huì)使膜層受到污染。如果磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高,可能在開始的時(shí)候沉積速率會(huì)非常高,但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系,這個(gè)速率會(huì)迅速下降到一個(gè)非常低的水平。同樣,這個(gè)刻蝕區(qū)也會(huì)造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù)。在濺射過(guò)程中,通過(guò)改變改變這些參數(shù)可以進(jìn)行工藝的動(dòng)態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強(qiáng)。磁控濺射是物理的氣相沉積的一種,也是物理的氣相沉積中技術(shù)較為成熟的。黑龍江磁控濺射原理

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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(guò)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(wú)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(guò)程中涉及到復(fù)雜的散射過(guò)程和多種能量傳遞過(guò)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(guò)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(lái),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。浙江射頻磁控濺射優(yōu)點(diǎn)真空室中裝有輝光放電的陰極,靶材就裝在此極表面上,接受離子轟擊。

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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。

直流濺射的結(jié)構(gòu)原理如下:真空室中裝有輝光放電的陰極,靶材就裝在此極表面上,接受離子轟擊;安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地,作為陽(yáng)極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后,通入氬氣,并使其真空度維持在1.0Pa左右,再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上,即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí),在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū),即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來(lái)的原子沉積在基片或工件上,形成鍍層。在氣體可以電離的壓強(qiáng)范圍內(nèi)如果改變施加的電壓,電路中等離子體的阻抗會(huì)隨之改變。

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磁控濺射靶材的分類如下:根據(jù)材料的成分不同,靶材可分為金屬靶材、合金靶材、無(wú)機(jī)非金屬靶材等。其中無(wú)機(jī)非金屬靶材又可分為氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同種類靶材。根據(jù)幾何形狀的不同,靶材可分為長(zhǎng)方體形靶材、圓柱體靶材和不規(guī)則形狀靶材;此外,靶材還可以分為實(shí)心和空心兩種類型靶材。目前靶材較常用的分類方法是根據(jù)靶材應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行劃分,主要包括半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用靶材、記錄介質(zhì)應(yīng)用靶材、顯示薄膜應(yīng)用靶材、光學(xué)靶材、超導(dǎo)靶材等。其中半導(dǎo)體領(lǐng)域用靶材、記錄介質(zhì)用靶材和顯示靶材是市場(chǎng)需求規(guī)模較大的三類靶材。射頻磁控濺射,又稱射頻磁控濺射,是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí)。江西直流磁控濺射價(jià)格

磁控濺射鍍膜的應(yīng)用領(lǐng)域:建材及民用工業(yè)中。黑龍江磁控濺射原理

真空磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn):磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),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,成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):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(dāng)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(guò)精確地控制濺射鍍膜過(guò)程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過(guò)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(shè)計(jì);濺射鍍膜速度快,膜層致密,附著性好等特點(diǎn),很適合于大批量,高效率工業(yè)生產(chǎn)。黑龍江磁控濺射原理