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廣東單靶磁控濺射原理

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-12-02

磁控濺射技術(shù)原理如下:濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光放電產(chǎn)生的等離子體在電場的作用下,對(duì)陰極靶材表面進(jìn)行轟擊,把靶材表面的分子、原子、離子及電子等濺射出來,被濺射出來的粒子帶有一定的動(dòng)能,沿一定的方向射向基體表面,在基體表面形成鍍層。濺射鍍膜較初出現(xiàn)的是簡單的直流二極濺射,它的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單,但是直流二極濺射沉積速率低;為了保持自持放電,不能在低氣壓下進(jìn)行;在直流二極濺射裝置中增加一個(gè)熱陰極和陽極,就構(gòu)成直流三極濺射。增加的熱陰極和陽極產(chǎn)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離,這樣使濺射即使在低氣壓下也能進(jìn)行;另外,還可降低濺射電壓,使濺射在低氣壓,低電壓狀態(tài)下進(jìn)行;同時(shí)放電電流也增大,并可單獨(dú)控制,不受電壓影響。在熱陰極的前面增加一個(gè)電極,構(gòu)成四極濺射裝置,可使放電趨于穩(wěn)定。但是這些裝置難以獲得濃度較高的等離子體區(qū),沉積速度較低,因而未獲得普遍的工業(yè)應(yīng)用。在電子領(lǐng)域,磁控濺射可以用于制造各種電子器件的薄膜部分,如半導(dǎo)體器件、傳感器等。廣東單靶磁控濺射原理

廣東單靶磁控濺射原理,磁控濺射

磁控濺射是一種常見的薄膜制備技術(shù),其應(yīng)用廣闊,主要包括以下幾個(gè)方面:1.光學(xué)薄膜:磁控濺射可以制備高質(zhì)量的光學(xué)薄膜,如反射鏡、透鏡、濾光片等,廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、光學(xué)通信、顯示器件等領(lǐng)域。2.電子器件:磁控濺射可以制備高質(zhì)量的金屬、半導(dǎo)體、氧化物等薄膜,廣泛應(yīng)用于電子器件制備中,如集成電路、太陽能電池、LED等。3.硬質(zhì)涂層:磁控濺射可以制備高硬度、高耐磨的涂層,廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、刀具、模具等領(lǐng)域,提高其耐磨性和使用壽命。4.生物醫(yī)學(xué):磁控濺射可以制備生物醫(yī)學(xué)材料,如人工關(guān)節(jié)、牙科材料、藥物傳遞系統(tǒng)等,具有良好的生物相容性和生物活性。5.納米材料:磁控濺射可以制備納米材料,如納米線、納米顆粒等,具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì),廣泛應(yīng)用于納米電子、納米傳感器、納米催化等領(lǐng)域??傊?,磁控濺射是一種重要的薄膜制備技術(shù),其應(yīng)用廣闊,涉及多個(gè)領(lǐng)域,為現(xiàn)代科技的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。上海高溫磁控濺射步驟除了傳統(tǒng)的直流磁控濺射,還有射頻磁控濺射、脈沖磁控濺射等多種形式,以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

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磁控濺射設(shè)備的主要用途有哪些呢?1、被應(yīng)用于裝飾領(lǐng)域,被制成全反射及半透明膜,比如我們常用常換常買的手機(jī)殼,沒想到吧;2、被應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中提高涂層產(chǎn)品的壽命壽命。因?yàn)闉R射磁控鍍膜能夠有效提高表面硬度、韌性、耐磨抗損以及耐化學(xué)侵蝕、耐高溫,從而達(dá)到提高產(chǎn)品壽命的作用;3、被應(yīng)用于微電子領(lǐng)域。在微電子領(lǐng)域作為一種非熱式鍍膜技術(shù),主要應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積(CVD)或金屬有機(jī);4、被應(yīng)用于在高溫超導(dǎo)薄膜、鐵電體薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽能電池等方面的研究,發(fā)揮了非常重大且重要的作用。

磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn):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(yùn)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。靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源鍍膜均勻,非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強(qiáng)。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜,非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場位形分布不同,大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。平衡態(tài)磁控陰極內(nèi)外磁鋼的磁通量大致相等,兩極磁力線閉合于靶面,很好地將電子/等離子體約束在靶面附近,增加了碰撞幾率,提高了離化效率,因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電,靶材利用率相對(duì)較高。但由于電子沿磁力線運(yùn)動(dòng)主要閉合于靶面,基片區(qū)域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術(shù),即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)磁極,兩極磁力線在靶面不完全閉合,部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區(qū)域,從而部分電子可以沿著磁力線擴(kuò)展到基片,增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)如下:基板有低溫性。相對(duì)于二級(jí)濺射和熱蒸發(fā)來說,磁控濺射加熱少。

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磁控濺射技術(shù)原理如下:電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出大量的氬離子和電子,電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛倫茲力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng),該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長。在運(yùn)動(dòng)過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材,經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,遠(yuǎn)離靶材,較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)路徑,改變電子的運(yùn)動(dòng)方向,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片,真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。脈沖磁控濺射可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度。福建高溫磁控濺射設(shè)備

磁控濺射是一種目前應(yīng)用十分普遍的薄膜沉積技術(shù)。廣東單靶磁控濺射原理

磁控濺射是一種常用的制備薄膜的方法,通過實(shí)驗(yàn)評(píng)估磁控濺射制備薄膜的性能可以采用以下方法:1.表面形貌分析:使用掃描電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微鏡(AFM)等儀器觀察薄膜表面形貌,評(píng)估薄膜的平整度和表面粗糙度。2.結(jié)構(gòu)分析:使用X射線衍射(XRD)或透射電子顯微鏡(TEM)等儀器觀察薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和晶粒大小,評(píng)估薄膜的結(jié)晶度和晶粒尺寸。3.光學(xué)性能分析:使用紫外-可見分光光度計(jì)(UV-Vis)或激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM)等儀器測量薄膜的透過率、反射率和吸收率等光學(xué)性能,評(píng)估薄膜的光學(xué)性能。4.電學(xué)性能分析:使用四探針電阻率儀或霍爾效應(yīng)儀等儀器測量薄膜的電阻率、載流子濃度和遷移率等電學(xué)性能,評(píng)估薄膜的電學(xué)性能。5.機(jī)械性能分析:使用納米壓痕儀或萬能材料試驗(yàn)機(jī)等儀器測量薄膜的硬度、彈性模量和抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能,評(píng)估薄膜的機(jī)械性能。通過以上實(shí)驗(yàn)評(píng)估方法,可以全方面地評(píng)估磁控濺射制備薄膜的性能,為薄膜的應(yīng)用提供重要的參考依據(jù)。廣東單靶磁控濺射原理