河北真空磁控濺射方案

為了解決陰極濺射的缺陷，人們?cè)?0世紀(jì)70年代的時(shí)候開(kāi)發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng)，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過(guò)多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，已變成低能電子，從而不會(huì)使基片過(guò)熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場(chǎng)會(huì)使靶材產(chǎn)生明顯的不均勻刻蝕，導(dǎo)致靶材利用率低，一般只為20%-30%。反應(yīng)磁控濺射沉積過(guò)程中基板升溫較小，而且制膜過(guò)程中通常也不要求對(duì)基板進(jìn)行高溫加熱。河北真空磁控濺射方案

磁控濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面，使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術(shù)。通常，利用低壓惰性氣體輝光放電來(lái)產(chǎn)生入射離子。陰極靶由鍍膜材料制成，基片作為陽(yáng)極，真空室中通入0.1-10Pa的氬氣或其它惰性氣體，在陰極（靶）1-3KV直流負(fù)高壓或13.56MHz的射頻電壓作用下產(chǎn)生輝光放電。電離出的氬離子轟擊靶表面，使得靶原子濺出并沉積在基片上，形成薄膜。濺射方法很多，主要有二級(jí)濺射、三級(jí)或四級(jí)濺射、磁控濺射、對(duì)靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對(duì)稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應(yīng)濺射等。吉林平衡磁控濺射技術(shù)真空磁控濺射鍍膜這種工藝可以沉積任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。

磁控濺射技術(shù)發(fā)展過(guò)程中各項(xiàng)技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對(duì)等離子體進(jìn)行的控制等方面。通過(guò)對(duì)電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和空間不同種類粒子分布參數(shù)的控制，使膜層質(zhì)量和屬性滿足各行業(yè)的要求。膜厚均勻性與磁控濺射靶的工作狀態(tài)息息相關(guān)，如靶的刻蝕狀態(tài)，靶的電磁場(chǎng)設(shè)汁等，因此，為保證膜厚均勻性，國(guó)外的薄膜制備公司或鍍膜設(shè)備制造公司都有各自的關(guān)于鍍膜設(shè)備(包括中心部件“靶”)的整套設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還有很多專門從事靶的分析、設(shè)計(jì)和制造的公司，并開(kāi)發(fā)相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)客戶的要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計(jì)方面與國(guó)際先進(jìn)水平之間還存在較大差距。

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點(diǎn)是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實(shí)現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設(shè)備一般根據(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。直流磁控濺射的特點(diǎn)是在陽(yáng)極基片和陰極靶之間加一個(gè)直流電壓，陽(yáng)離子在電場(chǎng)的作用下轟擊靶材，它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材，因?yàn)槿绻墙^緣體靶材，則由于陽(yáng)粒子在靶表面積累，造成所謂的“靶中毒”，濺射率越來(lái)越低。磁控濺射鍍膜的適用范圍：在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用。

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(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(guò)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(chǎng)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。磁控濺射就是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向。江蘇真空磁控濺射鍍膜

磁控濺射靶材的分類：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。河北真空磁控濺射方案

磁控濺射技術(shù)是一門起源較早，但至今仍能夠發(fā)揮很大作用的技術(shù)。它的優(yōu)越性不只體現(xiàn)在鍍膜方面，更滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。時(shí)至如今，我國(guó)的濺射技術(shù)水平較之以前有了很大的突破。隨著時(shí)代進(jìn)步和現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)需求，社會(huì)對(duì)磁控濺射工藝的要求也越來(lái)越高，這就需要廣大科研人員不斷深入探究，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究和改良，增強(qiáng)其精度和功能，滿足日益增長(zhǎng)的現(xiàn)代工業(yè)需求，更好的為社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。河北真空磁控濺射方案