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遼寧金屬磁控濺射平臺(tái)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-02-18

磁控濺射技術(shù)有:直流濺射法。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。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。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?chē)嬖诘钠渌铀纬傻膭?shì)壘,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,這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下,飛向基片過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其產(chǎn)生出Ar正離子。遼寧金屬磁控濺射平臺(tái)

遼寧金屬磁控濺射平臺(tái),磁控濺射

磁控濺射是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑,改變電子的運(yùn)動(dòng)方向,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只是基片,真空室內(nèi)壁及靶源陽(yáng)極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽(yáng)極在同一電勢(shì)。磁場(chǎng)與電場(chǎng)的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀,而不是只在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓,那是靶源磁場(chǎng)磁力線呈圓周形狀分布。磁力線分布方向不同會(huì)對(duì)成膜有很大關(guān)系。在EXBshift機(jī)理下工作的除磁控濺射外,還有多弧鍍靶源,離子源,等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場(chǎng)方向,電壓電流大小等因素。云南專(zhuān)業(yè)磁控濺射優(yōu)點(diǎn)中頻交流磁控濺射在單個(gè)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。

遼寧金屬磁控濺射平臺(tái),磁控濺射

射頻磁控濺射,又稱(chēng)射頻磁控濺射,是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí),薄膜是在放置在真空室中的基板上生長(zhǎng)的。強(qiáng)大的磁鐵用于電離目標(biāo)材料,并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。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。然后空氣被移除,目標(biāo)材料,即構(gòu)成薄膜的材料,以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過(guò)使用強(qiáng)大的磁鐵被電離?,F(xiàn)在以等離子體的形式,帶負(fù)電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個(gè)原子或分子到幾百個(gè)。磁鐵有助于加速薄膜的生長(zhǎng),因?yàn)閷?duì)原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。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。這提高了薄膜工藝的效率,使它們能夠在較低的壓力下更快地生長(zhǎng)。

磁控濺射的工藝研究:1、傳動(dòng)速度。玻璃基片在陰極下的移動(dòng)是通過(guò)傳動(dòng)來(lái)進(jìn)行的。低傳動(dòng)速度使玻璃在陰極范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)的時(shí)間更長(zhǎng),這樣就可以沉積出更厚的膜層。不過(guò),為了保證膜層的均勻性,傳動(dòng)速度必須保持恒定。鍍膜區(qū)內(nèi)一般的傳動(dòng)速度范圍為每分鐘0~600英寸之間。根據(jù)鍍膜材料、功率、陰極的數(shù)量以及膜層的種類(lèi)的不同,通常的運(yùn)行范圍是每分鐘90~400英寸之間。2、距離與速度及附著力。為了得到較大的沉積速率并提高膜層的附著力,在保證不會(huì)破壞輝光放電自身的前提下,基片應(yīng)當(dāng)盡可能放置在離陰極較近的地方。濺射粒子和氣體分子的平均自由程也會(huì)在其中發(fā)揮作用。當(dāng)增加基片與陰極之間的距離,碰撞的幾率也會(huì)增加,這樣濺射粒子到達(dá)基片時(shí)所具有的能力就會(huì)減少。所以,為了得到較大的沉積速率和較好的附著力,基片必須盡可能地放置在靠近陰極的位置上。磁控濺射是一種目前應(yīng)用十分普遍的薄膜沉積技術(shù)。

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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。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?chē)嬖诘钠渌铀纬傻膭?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。射頻磁控濺射,又稱(chēng)射頻磁控濺射,是一種制備薄膜的工藝,特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí)。專(zhuān)業(yè)磁控濺射方案

磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁。遼寧金屬磁控濺射平臺(tái)

磁控濺射靶材的原理如下:在被濺射的靶極與陽(yáng)極之間加一個(gè)正交磁場(chǎng)和電場(chǎng),在高真空室中充入所需要的惰性氣體,永久磁鐵在靶材料表面形成250~350高斯的磁場(chǎng),同高壓電場(chǎng)組成正交電磁場(chǎng)。在電場(chǎng)的作用下,Ar氣電離成正離子和電子,靶上加有一定的負(fù)高壓,從靶極發(fā)出的電子受磁場(chǎng)的作用與工作氣體的電離幾率增大,在陰極附近形成高密度的等離子體,Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面,以很高的速度轟擊靶面,使靶上被濺射出來(lái)的原子遵循動(dòng)量轉(zhuǎn)換原理以較高的動(dòng)能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種:直流濺射和射頻濺射,其中直流濺射設(shè)備原理簡(jiǎn)單,在濺射金屬時(shí),其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為普遍,除可濺射導(dǎo)電材料外,也可濺射非導(dǎo)電的材料,同時(shí)還可進(jìn)行反應(yīng)濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射頻的頻率提高后就成為微波等離子體濺射,如今,常用的有電子回旋共振型微波等離子體濺射。遼寧金屬磁控濺射平臺(tái)