上海平衡磁控濺射儀器

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、半導體、絕緣體等多材料，且具有設備簡單、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。濺射的金屬膜通常能獲得良好的光學性能、電學性能及某些特殊性能。上海平衡磁控濺射儀器

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。吉林真空磁控濺射設備真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊。

磁控濺射的濺射技術(shù)：直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導體材料。因為轟擊絕緣靶材時，表面的離子電荷無法中和，這將導致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機會將變小，甚至不能電離，導致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。故對于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁模氂蒙漕l濺射法。濺射過程中涉及到復雜的散射過程和多種能量傳遞過程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動能會傳給靶材原子；某些靶材原子的動能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢壘，從而從晶格點陣中被碰撞出來，產(chǎn)生離位原子；這些離位原子進一步和附近的原子依次反復碰撞，產(chǎn)生碰撞級聯(lián)；當這種碰撞級聯(lián)到達靶材表面時，如果靠近靶材表面的原子的動能大于表面結(jié)合能，這些原子就會從靶材表面脫離從而進入真空。

平衡磁控濺射即傳統(tǒng)的磁控濺射，是在陰極靶材背后放置芯部與外環(huán)磁場強度相等或相近的永磁體或電磁線圈，在靶材表面形成與電場方向垂直的磁場。沉積室充入一定量的工作氣體，通常為Ar，在高壓作用下Ar原了電離成為Ar+離子和電子，產(chǎn)生輝光放電，Ar+離子經(jīng)電場加速轟擊靶材，濺射出靶材原子、離子和二次電子等。電子在相互垂直的電磁場的作用下，以擺線方式運動，被束縛在靶材表面，延長了其在等離子體中的運動軌跡，增加其參與氣體分子碰撞和電離的過程，電離出更多的離子，提高了氣體的離化率，在較低的氣體壓力下也可維持放電，因而磁控濺射既降低濺射過程中的氣體壓力，也同時提高了濺射的效率和沉積速率。磁控濺射發(fā)展至今，除了上述一般濺射方法的優(yōu)點外，還實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。

磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應用：1.一些不適合化學氣相沉積(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、復合韌性、耐磨性和高溫化學穩(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)也已應用于光學薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導電玻璃.特別是，透明導電玻璃普遍應用于平板顯示器件、太陽能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。中頻交流磁控濺射在單個陰極靶系統(tǒng)中，與脈沖磁控濺射有同樣的釋放電荷、防止打弧作用。云南真空磁控濺射用途

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。上海平衡磁控濺射儀器

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（陰極），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)很復雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應氣體如氮氣或氧氣。當金屬靶材撞向零件時由于能量轉(zhuǎn)化，與反應氣體化合生成氮化物或氧化物。上海平衡磁控濺射儀器

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