云南高質(zhì)量磁控濺射技術(shù)

磁控濺射的原理：靶材背面加上強(qiáng)磁體，形成磁場。在正負(fù)電極間施以高的電壓產(chǎn)生等離子體，使氬氣發(fā)生輝光放電。等離子體中的電子在相互垂直的電場和磁場的共同作用下做螺旋式運(yùn)動(dòng)，飛向正電極，在運(yùn)動(dòng)過程中與氬氣原子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生Ar離子和電子，帶負(fù)電的電子又在相互垂直的電場和磁場的共同作用下向正電級做螺旋式運(yùn)動(dòng)，電子再次與氬氣原子發(fā)生碰撞，隨著碰撞次數(shù)的增大，電子的能量逐漸降低，較后落在襯底上，這就使得高速電子對襯底轟擊產(chǎn)生的溫升大幅度降低。Ar離子向負(fù)極加速運(yùn)動(dòng)，與靶材發(fā)生碰撞。能量適當(dāng)?shù)腁r離子離子轟擊靶材后使得靶材原子脫離靶材表面，較后沉積在襯底上形成薄膜。相較于蒸發(fā)鍍膜，真空磁控濺射鍍膜的膜更均勻。云南高質(zhì)量磁控濺射技術(shù)

磁控濺射鍍膜是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的技術(shù)之一，磁控濺射鍍膜技術(shù)正普遍應(yīng)用于透明導(dǎo)電膜、光學(xué)膜、超硬膜、抗腐蝕膜、磁性膜、增透膜、減反膜以及各種裝飾膜，在**和國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的作用和地位日益強(qiáng)大。鍍膜工藝中的薄膜厚度均勻性，沉積速率，靶材利用率等方面的問題是實(shí)際生產(chǎn)中十分關(guān)注的。解決這些實(shí)際問題的方法是對涉及濺射沉積過程的全部因素進(jìn)行整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立一個(gè)濺射鍍膜的綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)。薄膜厚度均勻性是檢驗(yàn)濺射沉積過程的較重要參數(shù)之一，因此對膜厚均勻性綜合設(shè)計(jì)的研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。深圳雙靶磁控濺射過程磁控濺射屬于輝光放電范疇，利用陰極濺射原理進(jìn)行鍍膜。

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。

為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀(jì)70年代的時(shí)候開發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)路徑變長，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽極時(shí)，已變成低能電子，從而不會(huì)使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場會(huì)使靶材產(chǎn)生明顯的不均勻刻蝕，導(dǎo)致靶材利用率低，一般只為20%-30%。磁控濺射是眾多獲得高質(zhì)量的薄膜技術(shù)當(dāng)中使用較普遍的一種鍍膜工藝。

磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來，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，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；通過精確地控制濺射鍍膜過程，容易獲得均勻的高精度的膜厚；通過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)。磁控濺射法實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。上海磁控濺射步驟

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：膜的牢固性好。云南高質(zhì)量磁控濺射技術(shù)

脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進(jìn)行磁控濺射沉積。脈沖濺射可以有效地抑制電弧產(chǎn)生進(jìn)而消除由此產(chǎn)生的薄膜缺陷，同時(shí)可以提高濺射沉積速率，降低沉積溫度等一系列明顯的優(yōu)點(diǎn)，是濺射絕緣材料沉積的首先選擇的工藝過程。高功率脈沖磁控濺射技術(shù)作為一種高離化率物理中氣相沉積技術(shù)，可以明顯提高薄膜結(jié)構(gòu)可控性，進(jìn)而獲得優(yōu)異的薄膜性能，對薄膜工業(yè)的發(fā)展有重要意義。近幾年來，高功率脈沖磁控濺射技術(shù)在國內(nèi)外研究領(lǐng)域和工業(yè)界受到了普遍關(guān)注和重視。云南高質(zhì)量磁控濺射技術(shù)