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山西高溫磁控濺射原理

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-09-20

磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣,在陰極和陽極之間施加幾百K直流電壓,在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電,使氬氣發(fā)生電離。磁控濺射法優(yōu)勢特點(diǎn):較常用的制備磁性薄膜的方法是磁控濺射法。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面,將靶材表面原子濺射出來沉積在基底表面上形成薄膜。通過更換不同材質(zhì)的靶和控制不同的濺射時(shí)間,便可以獲得不同材質(zhì)和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結(jié)合力強(qiáng)、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點(diǎn)。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。山西高溫磁控濺射原理

山西高溫磁控濺射原理,磁控濺射

脈沖磁控濺射的分類如下:1、單向脈沖:單向脈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)陰極和陽極。陰極靶在濺射的同時(shí),陽極靶完成表面清潔,如此周期性地變換磁控靶極性,就產(chǎn)生了“自清潔”效應(yīng)。北京專業(yè)磁控濺射用處磁控濺射靶材根據(jù)材料的成分不同,可分為金屬靶材、合金靶材、無機(jī)非金屬靶材等。

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真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(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。

磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用:1、一些不適合化學(xué)氣相沉積的材料可以通過磁控濺射沉積,這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。2、機(jī)械工業(yè)。如表面功能膜、超硬膜、自潤滑膜等。這些膜能有效提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性,從而大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命。3、光領(lǐng)域。閉場非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃,特別是,透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。反應(yīng)磁控濺射所用的靶材料和反應(yīng)氣體純度很高,因而有利于制備高純度的化合物薄膜。

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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,接著使它們在外電場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形成薄膜。脈沖磁控濺射是濺射絕緣材料沉積的優(yōu)先選擇工藝過程。河北平衡磁控濺射用途

磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用:微電子??勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g(shù),主要用于化學(xué)氣相沉積。山西高溫磁控濺射原理

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)。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),已申請相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問題的突破具有重大意義,有助于提升我國在表面工程加工領(lǐng)域的國際競爭力。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%。山西高溫磁控濺射原理