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廣州平衡磁控濺射原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-03-02

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(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)。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(chǎng)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(chǎng)的作用下,以擺線方式運(yùn)動(dòng),被束縛在靶材表面,延長(zhǎng)了其在等離子體中的運(yùn)動(dòng)軌跡,增加其參與氣體分子碰撞和電離的過(guò)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(guò)程中的氣體壓力,也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。磁控濺射鍍膜的適用范圍:在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用。廣州平衡磁控濺射原理

廣州平衡磁控濺射原理,磁控濺射

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)。黑龍江陶瓷靶材磁控濺射方案磁控濺射既降低濺射過(guò)程中的氣體壓力,也同時(shí)提高了濺射的效率和沉積速率。

廣州平衡磁控濺射原理,磁控濺射

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)所鍍玻璃多用于建筑玻璃和汽車玻璃這兩大用處。一般來(lái)說(shuō)這些介質(zhì)膜多是氧化鋅、二氧化錫、二氧化鈦、二氧化硅之類的可鍍于玻璃上。真空磁控濺射鍍膜技術(shù)在車窗玻璃上的用處。用真空磁控濺射鍍膜設(shè)備可在車窗玻璃鍍涂二氧化鈦,這個(gè)鍍層可以賦予車窗自清潔效果,有一定的防霧、防露水的效用。磁控濺射工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是可以使用反應(yīng)性或非反應(yīng)性鍍膜工藝來(lái)沉積這些材料的膜層,并且可以很好地控制膜層成分、膜厚、膜厚均勻性和膜層機(jī)械性能等。

磁控直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過(guò)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(dǎo)體材料,不適于絕緣材料。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí),表面的離子電荷無(wú)法中和,這將導(dǎo)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(jī)會(huì)將變小,甚至不能電離,導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止,濺射停止。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁?,須用射頻濺射法(RF)。濺射過(guò)程中涉及到復(fù)雜的散射過(guò)程和多種能量傳遞過(guò)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(dòng)能會(huì)傳給靶材原子;某些靶材原子的動(dòng)能超過(guò)由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘(對(duì)于金屬是5-10eV),從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來(lái),產(chǎn)生離位原子;這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞,產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián);當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí),如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能(對(duì)于金屬是1-6eV),這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。真空磁控濺射鍍膜技術(shù)所鍍玻璃多用于建筑玻璃和汽車玻璃這兩大用處。

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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)椋?1)反應(yīng)磁控濺射所用的靶材料(單元素靶或多元素靶)和反應(yīng)氣體(氧、氮、碳?xì)浠衔锏?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)。磁控濺射在技術(shù)上可以分為直流(DC)磁控濺射、中頻(MF)磁控濺射、射頻(RF)磁控濺射。遼寧單靶磁控濺射鍍膜

磁控濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面,使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術(shù)。廣州平衡磁控濺射原理

隨著工業(yè)的需求和表面技術(shù)的發(fā)展,新型磁控濺射如高速濺射、自濺射等成為磁控濺射領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢(shì)。高速濺射能夠得到大約幾個(gè)μm/min的高速率沉積,可以縮短濺射鍍膜的時(shí)間,提高工業(yè)生產(chǎn)的效率;有可能替代對(duì)環(huán)境有污染的電鍍工藝。當(dāng)濺射率非常高,以至于在完全沒有惰性氣體的情況下也能維持放電,即是只用離化的被濺射材料的蒸汽來(lái)維持放電,這種磁控濺射被稱為自濺射。被濺射材料的離子化以及減少甚至取消惰性氣體,會(huì)明顯地影響薄膜形成的機(jī)制,加強(qiáng)沉積薄膜過(guò)程中合金化和化合物形成中的化學(xué)反應(yīng)。由此可能制備出新的薄膜材料,發(fā)展新的濺射技術(shù),例如在深孔底部自濺射沉積薄膜。廣州平衡磁控濺射原理

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