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平衡磁控濺射實驗室

來源: 發(fā)布時間:2023-09-13

射頻磁控濺射是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導電材料時,薄膜是在放置在真空室中的基板上生長的。強大的磁鐵用于電離目標材料,并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。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。然后空氣被移除,目標材料,即構(gòu)成薄膜的材料,以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過使用強大的磁鐵被電離。現(xiàn)在以等離子體的形式,帶負電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個原子或分子到幾百個。磁鐵有助于加速薄膜的生長,因為對原子進行磁化有助于增加目標材料電離的百分比。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用,因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率,使它們能夠在較低的壓力下更快地生長。過濾陰極電弧配有高效的電磁過濾系統(tǒng),可將弧源產(chǎn)生的等離子體中的宏觀大顆粒過濾掉。平衡磁控濺射實驗室

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磁控濺射技術(shù)有: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體材料。因為轟擊絕緣靶材時,表面的離子電荷無法中和,這將導致靶面電位升高,外加電壓幾乎都加在靶上,兩極間的離子加速與電離的機會將變小,甚至不能電離,導致不能連續(xù)放電甚至放電停止,濺射停止。故對于絕緣靶材或?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能會傳給靶材原子;某些靶材原子的動能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢壘,從而從晶格點陣中被碰撞出來,產(chǎn)生離位原子;這些離位原子進一步和附近的原子依次反復碰撞,產(chǎn)生碰撞級聯(lián);當這種碰撞級聯(lián)到達靶材表面時,如果靠近靶材表面的原子的動能大于表面結(jié)合能,這些原子就會從靶材表面脫離從而進入真空。非金屬磁控濺射鍍膜脈沖磁控濺射可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度。

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磁控濺射是一種涉及氣態(tài)等離子體的沉積技術(shù),該等離子氣體被生成并限制在一個包含要沉積的材料的空間內(nèi),濺射靶材的表面被等離子體中的高能離子侵蝕,釋放出的原子穿過真空環(huán)境并沉積在基板上以形成薄膜。磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品優(yōu)點:1、幾乎所有材料都可以通過磁控濺射沉積,而不論其熔化溫度如何;2、可以根據(jù)基材和涂層的要求縮放光源并將其放置在腔室中的任何位置;3、可以沉積合金和化合物的薄膜,同時保持與原始材料相似的組成。磁控濺射鍍膜的適用范圍:1、建材及民用工業(yè)中;2、在鋁合金制品裝飾中的應用;3、高級產(chǎn)品零/部件表面的裝飾鍍中的應用;4、在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應用;5、在玻璃深加工產(chǎn)業(yè)中的應用。

脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進行磁控濺射沉積。脈沖磁控濺射可以有效地抑制電弧產(chǎn)生進而消除由此產(chǎn)生的薄膜缺陷,同時可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列明顯的優(yōu)點,是濺射絕緣材料沉積的優(yōu)先選擇工藝過程。在一個周期內(nèi)存在正電壓和負電壓兩個階段,在負電壓段,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。加在靶材上的脈沖電壓與一般磁控濺射相同!為400~500V,電源頻率在10~350KHz,在保證穩(wěn)定放電的前提下,應盡可能取較低的頻率。由于等離子體中的電子相對離子具有更高的能動性,因此正電壓值只需要是負電壓的10%~20%,就可以有效中和靶表面累積的正電荷。占空比的選擇在保證濺射時靶表面累積的電荷能在正電壓階段被完全中和的前提下,盡可能提高占空,以實現(xiàn)電源的更大效率。磁控濺射一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。

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磁控濺射是在外加電場的兩極之間引入一個磁場。這個磁場使得電子受到洛倫茲力的束縛作用,其運動路線受到控制,因此大幅度增加了電子與Ar分子(原子)碰撞的幾率,提高了氣體分子的電離程度,從而使濺射效率得到很大的提升。濺射現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來己被普遍應用在多種薄膜的制備中,如制備金屬、半導體、合金、氧化物以及化合物半導體等。磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點:利用磁場與電場交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運行,從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。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。磁控濺射是一種基于等離子體的沉積過程,其中高能離子向目標加速。離子撞擊目標,原子從表面噴射。河南單靶磁控濺射價格

磁控濺射鍍膜常見領域應用:微電子??勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g(shù),主要用于化學氣相沉積。平衡磁控濺射實驗室

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點:1、基片溫度低。可利用陽極導走放電時產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低。因此,想要提高靶材利用率,需要通過一定手段將磁場分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動,也可提高靶材利用率。平衡磁控濺射實驗室