廣東多功能磁控濺射

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-11-16

磁控濺射的工藝研究:1、氣體環(huán)境:真空系統(tǒng)和工藝氣體系統(tǒng)共同控制著氣體環(huán)境。首先,真空泵將室體抽到一個(gè)高真空。然后,由工藝氣體系統(tǒng)充入工藝氣體,將氣體壓強(qiáng)降低到大約2X10-3torr。為了確保得到適當(dāng)質(zhì)量的同一膜層,工藝氣體必須使用純度為99.995%的高純氣體。在反應(yīng)濺射中,在反應(yīng)氣體中混合少量的惰性氣體可以提高濺射速率。2、氣體壓強(qiáng):將氣體壓強(qiáng)降低到某一點(diǎn)可以提高離子的平均自由程、進(jìn)而使更多的離子具有足夠的能量去撞擊陰極以便將粒子轟擊出來(lái),也就是提高濺射速率。超過(guò)該點(diǎn)之后,由于參與碰撞的分子過(guò)少則會(huì)導(dǎo)致離化量減少,使得濺射速率發(fā)生下降。如果氣壓過(guò)低,等離子體就會(huì)熄滅同時(shí)濺射停止。提高氣體壓強(qiáng)可提高離化率,但是也就降低了濺射原子的平均自由程,這也可以降低濺射速率。能夠得到較大沉積速率的氣體壓強(qiáng)范圍非常狹窄。如果進(jìn)行的是反應(yīng)濺射,由于它會(huì)不斷消耗,所以為了維持均勻的沉積速率,必須按照適當(dāng)?shù)乃俣妊a(bǔ)充新的反應(yīng)鍍渡。磁控濺射特點(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。廣東多功能磁控濺射

廣東多功能磁控濺射,磁控濺射

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。江西金屬磁控濺射過(guò)程電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用,因此更有可能在基底上沉積。

廣東多功能磁控濺射,磁控濺射

磁控濺射的工藝研究:1、磁場(chǎng):用來(lái)捕獲二次電子的磁場(chǎng)必須在整個(gè)靶面上保持一致,而且磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)合適。磁場(chǎng)不均勻就會(huì)產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場(chǎng)強(qiáng)度如果不適當(dāng),那么即使磁場(chǎng)強(qiáng)度一致也會(huì)導(dǎo)致膜層沉積速率低下,而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會(huì)使膜層受到污染。如果磁場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高,可能在開(kāi)始的時(shí)候沉積速率會(huì)非常高,但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系,這個(gè)速率會(huì)迅速下降到一個(gè)非常低的水平。同樣,這個(gè)刻蝕區(qū)也會(huì)造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù):在濺射過(guò)程中,通過(guò)改變改變這些參數(shù)可以進(jìn)行工藝的動(dòng)態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強(qiáng)。

磁控濺射又稱為高速低溫濺射。在磁場(chǎng)約束及增強(qiáng)下的等離子體中的工作氣體離子,在靶陰極電場(chǎng)的加速下,轟擊陰極材料,使材料表面的原子或分子飛離靶面,穿越等離子體區(qū)以后在基片表面淀積、遷移較終形成薄膜。與二極濺射相比較,磁控濺射的沉積速率高,基片升溫低,膜層質(zhì)量好,可重復(fù)性好,便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。它的發(fā)展引起了薄膜制備工藝的巨大變革。磁控濺射源在結(jié)構(gòu)上必須具備兩個(gè)基本條件:(1)建立與電場(chǎng)垂直的磁場(chǎng);(2)磁場(chǎng)方向與陰極表面平行,并組成環(huán)形磁場(chǎng)。磁控濺射主要用于在經(jīng)予處理的塑料、陶瓷等制品表面蒸鍍金屬薄膜、七彩膜仿金膜等。

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直流磁控濺射所用的電源是直流高壓電源,通常在300~1000V,特點(diǎn)是濺射速率快,造價(jià)低,后期維修保養(yǎng)廉價(jià)??墒侵荒転R射金屬靶材,假如靶材是絕緣體,隨著濺射的深化,靶材會(huì)聚集很多的電荷,導(dǎo)致濺射無(wú)法持續(xù)。因而關(guān)于金屬靶材通常用直流磁控濺射,因?yàn)樵靸r(jià)廉價(jià),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,目前在工業(yè)上使用普遍。脈沖磁控濺射是采用脈沖電源或者直流電源與脈沖生成裝置配合,輸出脈沖電流驅(qū)動(dòng)磁控濺射沉積。一般使用矩形波電壓,既容易獲得又有利于研究濺射放電等離子體的變化過(guò)程。工作模式與中頻濺射。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過(guò)程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。上海反應(yīng)磁控濺射鍍膜

高速率磁控濺射本質(zhì)特點(diǎn)是產(chǎn)生大量的濺射粒子,導(dǎo)致較高的沉積速率。廣東多功能磁控濺射

反應(yīng)磁控濺射:以金屬、合金、低價(jià)金屬化合物或半導(dǎo)體材料作為靶陰極,在濺射過(guò)程中或在基片表面沉積成膜過(guò)程中與氣體粒子反應(yīng)生成化合物薄膜,這就是反應(yīng)磁控濺射。反應(yīng)磁控濺射普遍應(yīng)用于化合物薄膜的大批量生產(chǎn),這是因?yàn)?1)反應(yīng)磁控濺射所用的靶材料和反應(yīng)氣體純度很高,因而有利于制備高純度的化合物薄膜。(2)通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)磁控濺射中的工藝參數(shù),可以制備化學(xué)配比或非化學(xué)配比的化合物薄膜,通過(guò)調(diào)節(jié)薄膜的組成來(lái)調(diào)控薄膜特性。(3)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,因此對(duì)基板材料的限制較少。(4)反應(yīng)磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬(wàn)平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。廣東多功能磁控濺射

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