北京非金屬磁控濺射特點

來源: 發(fā)布時間:2022-08-01

磁控濺射原理: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(或分子)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動,該電子的運動路徑很長。磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣,在陰極(柱狀靶或平面靶)和陽極(鍍膜室壁)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。直流二極濺射采用直流光放電,三極濺射采用熱陰極支撐光放電。北京非金屬磁控濺射特點

北京非金屬磁控濺射特點,磁控濺射

真空磁控濺射的分類:平面磁控濺射:平衡平面濺射是較常用的平面靶磁控濺射,磁力線有閉合回路且與陰極平行,即在陰極表面構(gòu)成一個正交的電磁場環(huán)形區(qū)域。等離子體被束縛在靶表面距離靶面大約60cm的區(qū)域,通常在基片上加負(fù)偏壓來改善膜與基體的結(jié)合能力;非平衡平面磁控濺射為了將等離子區(qū)域擴展,利用磁體擺放方式的調(diào)整,可以方便的獲得不同的非平衡磁控源。圓柱磁控濺射沉積技術(shù):利用圓柱形磁控陰極實現(xiàn)濺射的技術(shù)磁控源是關(guān)鍵部分,陰極在中心位置的叫磁控源;陽極在中心位置的叫反磁控源。江蘇真空磁控濺射分類磁控濺射涂層有很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機械強度得到了改善,更好的附著力。

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真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)的區(qū)別:真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。濺射是指荷能顆粒轟擊固體表面,使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。大多數(shù)粒子是原子狀態(tài),通常稱為濺射原子。用于轟擊目標(biāo)的濺射顆??梢允请娮印㈦x子或中性顆粒,因為離子很容易加速電場下所需的動能,所以大多數(shù)都使用離子作為轟擊顆粒。濺射過程是基于光放電,即濺射離子來自氣體放電。不同的濺射技術(shù)使用不同的光放電方法。直流二極濺射采用直流光放電,三極濺射采用熱陰極支撐光放電,射頻濺射采用射頻光放電,磁控濺射采用環(huán)磁場控制的光放電。真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)相比有許多優(yōu)點。如任何物質(zhì)都能濺射,特別是高熔點和低蒸汽壓力的元素和化合物;濺射膜與基板附著力好;膜密度高;膜厚可控,重復(fù)性好。此外,蒸發(fā)法與濺射法相結(jié)合,即離子鍍。該方法具有附著力強、沉積率高、膜密度高等優(yōu)點。

磁控濺射鍍膜注意事項:1、輻射:有些鍍膜要用到射頻電源,如功率大,需做好屏蔽處理.另外,歐洲標(biāo)準(zhǔn)在單室鍍膜機門框四周嵌裝金屬線屏蔽輻射;2、金屬污染:鍍膜材料有些(如鉻、銦、鋁)是對人體有害的,特別要注意真空室清理過程中出現(xiàn)的粉塵污染;3、噪音污染:如特別是一些大的鍍膜設(shè)備,機械真空泵噪音很大,可以把泵隔離在墻外;4、光污染:離子鍍膜過程中,氣體電離發(fā)出強光,不宜透過觀察窗久看.磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品特點。磁控濺射鍍膜的適用范圍:1、建材及民用工業(yè)中;2、在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用;3、高級產(chǎn)品零/部件表面的裝飾鍍中的應(yīng)用;4、在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用;5、在玻璃深加工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。

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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(MOCVD)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(如增透膜)、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。濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。天津雙靶磁控濺射實驗室

磁控濺射的優(yōu)點:膜的牢固性好。北京非金屬磁控濺射特點

磁控濺射的種類:用磁控靶源濺射金屬和合金很容易,點火和濺射很方便。這是因為靶,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,則回路斷了。于是人們采用高頻電源,回路中加入很強的電容,這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴,濺射速率很小,同時接地技術(shù)很復(fù)雜,因而難大規(guī)模采用。為解決此問題,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)氣體如氮氣或氧氣。當(dāng)金屬靶材撞向零件時由于能量轉(zhuǎn)化,與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。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。德國萊寶發(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。冷卻是一切源所必需,因為能量很大一部分轉(zhuǎn)為熱量,若無冷卻或冷卻不足,這種熱量將使靶源溫度達(dá)一千度以上從而溶化整個靶源。北京非金屬磁控濺射特點

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