河南金屬磁控濺射特點

來源: 發(fā)布時間:2022-01-26

磁控濺射生成的薄膜厚度的均勻性是成膜性質(zhì)的一項重要指標,因此有必要研究影響磁控濺射均勻性的因素,以更好的實現(xiàn)磁控濺射均勻鍍膜。簡單的說磁控濺射就是在正交的電磁場中,閉合的磁場束縛電子圍繞靶面做螺線運動,在運動過程中不斷撞擊工作氣體氬氣電離出大量的氬離子,氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,濺射出呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。所以要實現(xiàn)均勻的鍍膜,就需要均勻的濺射出靶原子(或分子),這就要求轟擊靶材的氬離子是均勻的且是均勻的轟擊的。由于氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,所以均勻轟擊很大程度上依賴電場的均勻。磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來。河南金屬磁控濺射特點

河南金屬磁控濺射特點,磁控濺射

磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料,且具有設(shè)備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。上世紀70年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因為是在低氣壓下進行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復(fù)雜的散射過程,和靶原子碰撞,把部分動量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級聯(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量,離開靶被濺射出來。河南金屬磁控濺射特點磁控濺射的原理:靶材背面加上強磁體,形成磁場。

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磁控濺射粉體鍍膜技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了銀包銅粉、銀包鋁粉、鋁包硅粉等多種微納米級粉體的量產(chǎn).由該技術(shù)得到的功能性復(fù)合粉體具有優(yōu)異的分散性,鍍層均勻度較高,鍍層與粉體的結(jié)合緊密度較高。磁控濺射鍍膜可以賦予超細粉體新的特性,例如在微米級二氧化硅表面鍍鋁,得到的復(fù)合粉體不但具有良好的分散性,好具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可以作為一種特殊效果顏料用于高級塑料制品加工中.相較于傳統(tǒng)的鋁粉顏料,該特殊效果顏料不但有效改善了塑料制品的注塑缺陷(流痕\熔接線),還使得制品外觀質(zhì)感更加高級。

磁控濺射包括很多種類,各有不同工作原理和應(yīng)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。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易,而實際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面,也發(fā)生在陽極,真空腔體表面以及靶源表面,從而引起滅火,靶源和工件表面起弧等。國外發(fā)明的孿生靶源技術(shù),很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極,從而消除陽極表面氧化或氮化。磁控濺射在靶材表面建立與電場正交磁場,解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問題。

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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、無機非金屬靶材等。其中無機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(正)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需求規(guī)模較大的三類靶材。磁控濺射是在低氣壓下進行高速濺射,為此需要提高氣體的離化率。貴州金屬磁控濺射優(yōu)點

磁控濺射是眾多獲得高質(zhì)量的薄膜技術(shù)當中使用較普遍的一種鍍膜工藝。河南金屬磁控濺射特點

高速率磁控濺射的一個固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率。高的沉積速率意味著高的粒子流飛向基片,導(dǎo)致沉積過程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長薄膜上,引起沉積溫度明顯增加。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走,薄膜的較大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán),還要求良好的靶材導(dǎo)熱率及較薄膜的靶厚度。同時高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%~30%,因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個問題。河南金屬磁控濺射特點