山西非金屬磁控濺射方案

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-03-19

磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用,產(chǎn)生E(電場(chǎng))×B(磁場(chǎng))所指的方向漂移,簡(jiǎn)稱E×B漂移,其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場(chǎng),則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)路徑不只很長(zhǎng),而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來轟擊靶材,從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠(yuǎn)離靶表面,并在電場(chǎng)E的作用下較終沉積在基片上。由于該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。磁控濺射鍍膜的適用范圍:在玻璃深加工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。山西非金屬磁控濺射方案

山西非金屬磁控濺射方案,磁控濺射

為了解決陰極濺射的缺陷,人們?cè)?0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(chǎng)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(zhǎng),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(chǎng)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%。廣東磁控濺射要多少錢相較于蒸發(fā)鍍膜,真空磁控濺射鍍膜的膜更均勻。

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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(dǎo)體、絕緣體等多材料,且具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因?yàn)槭窃诘蜌鈮合逻M(jìn)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(chǎng),利用磁場(chǎng)對(duì)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(fù)雜的散射過程,和靶原子碰撞,把部分動(dòng)量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級(jí)聯(lián)過程。在這種級(jí)聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量,離開靶被濺射出來。

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(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)。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。

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磁控濺射體系設(shè)備的穩(wěn)定性,對(duì)所生成的膜均勻性、成膜質(zhì)量、鍍膜速率等方面有很大的影響。磁控濺射體系設(shè)備的濺射品種有許多,按照運(yùn)用的電源分,能夠分為直流磁控濺射,射頻磁控濺射,中頻磁控濺射等等。濺射涂層開始顯示出簡(jiǎn)略的直流二極管濺射。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)略,但直流二極管濺射堆積速率低;為了堅(jiān)持自我約束的排放,它不能在低壓下進(jìn)行;它不能濺射絕緣材料。這樣的缺陷約束了它的運(yùn)用。在直流二極管濺射設(shè)備中添加熱陰極和輔佐陽極可構(gòu)成直流三極管濺射。由添加的熱陰極和輔佐陽極發(fā)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離作用,因而即便在低壓下也能夠進(jìn)行濺射。不然,能夠下降濺射電壓以進(jìn)行低壓濺射。在低壓條件下;放電電流也會(huì)添加,并且能夠不受電壓影響地單獨(dú)操控。在熱陰極之前添加電極(網(wǎng)格狀)以形成四極濺射裝置能夠穩(wěn)定放電??墒?,這些裝置難以獲得具有高濃度和低堆疊速度的等離子體區(qū)域,因而其尚未在工業(yè)中普遍運(yùn)用。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)。廣東磁控濺射要多少錢

磁控濺射粉體鍍膜技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了銀包銅粉、銀包鋁粉、鋁包硅粉等多種微納米級(jí)粉體的量產(chǎn)。山西非金屬磁控濺射方案

磁控濺射就是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)使得電子受到洛倫茲力的束縛作用,其運(yùn)動(dòng)路線受到控制,因此大幅度增加了電子與Ar分子(原子)碰撞的幾率,提高了氣體分子的電離程度,從而使濺射效率得到很大的提升。濺射現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來己被普遍應(yīng)用在多種薄膜的制備中,如制備金屬、半導(dǎo)體、合金、氧化物以及化合物半導(dǎo)體等。磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn):利用磁場(chǎng)與電場(chǎng)交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行,從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場(chǎng)作用下撞向靶面從而濺射出靶材。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。山西非金屬磁控濺射方案

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