四川共濺射磁控濺射原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-03-17

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,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只是基片,真空室內(nèi)壁及靶源陽(yáng)極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽(yáng)極在同一電勢(shì)。磁場(chǎng)與電場(chǎng)的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀,而不是只在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓,那是靶源磁場(chǎng)磁力線呈圓周形狀分布。磁力線分布方向不同會(huì)對(duì)成膜有很大關(guān)系。在EXBshift機(jī)理下工作的除磁控濺射外,還有多弧鍍靶源,離子源,等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場(chǎng)方向,電壓電流大小等因素。磁控濺射鍍膜的適用范圍:在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用。四川共濺射磁控濺射原理

四川共濺射磁控濺射原理,磁控濺射

用磁控靶源濺射金屬和合金很容易,點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘校帢O),等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體(如陶瓷),則回路斷了。于是人們采用高頻電源,回路中加入很強(qiáng)的電容,這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容。但高頻磁控濺射電源昂貴,濺射速率很小,同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜,因而難大規(guī)模采用。為解決此問(wèn)題,發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶,加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕狻.?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化,與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。上海射頻磁控濺射技術(shù)磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。

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磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),在靶材表面建立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng),解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問(wèn)題,成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):可制備成靶的材料廣,幾乎所有金屬,合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在適當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式,可沉積配比精確恒定的合金;在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體,可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜;通過(guò)精確地控制濺射鍍膜過(guò)程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過(guò)離子濺射靶材料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài),濺射靶的安裝不受限制,適合于大容積鍍膜室多靶布置設(shè)計(jì);濺射鍍膜速度快,膜層致密,附著性好等特點(diǎn),很適合于大批量,高效率工業(yè)生產(chǎn)。

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。磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。

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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。海南多功能磁控濺射

磁控濺射成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。四川共濺射磁控濺射原理

磁控濺射設(shè)備在光學(xué)范疇:IF關(guān)閉場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜(例如抗反射涂層),低輻射率玻璃和通明導(dǎo)電玻璃中。特別地,通明導(dǎo)電玻璃現(xiàn)在普遍地用于平板顯示設(shè)備,太陽(yáng)能電池,微波和射頻屏蔽設(shè)備和設(shè)備以及傳感器中。在機(jī)械加工工業(yè)中,自引入以來(lái),外表功用膜,超硬膜和自潤(rùn)滑膜的外表沉積技術(shù)得到了大的發(fā)展,可以有效進(jìn)步外表硬度,復(fù)合韌性,耐磨性和高韌性。溫度化學(xué)穩(wěn)定性。性能,從而大幅度進(jìn)步了涂層產(chǎn)品的使用壽命。除了已普遍使用的上述范疇外,磁控濺射鍍膜儀還在高溫超導(dǎo)薄膜,鐵電薄膜,巨磁阻薄膜,薄膜發(fā)光材料,太陽(yáng)能電池和記憶合金薄膜。四川共濺射磁控濺射原理

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