云南反應(yīng)磁控濺射過程

磁控濺射包括很多種類，各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點：利用磁場與電場交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運行，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)生在陽極，真空腔體表面以及靶源表面，從而引起滅火，靶源和工件表面起弧等。國外發(fā)明的孿生靶源技術(shù)，很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極，從而消除陽極表面氧化或氮化。在熱陰極的前面增加一個電極，構(gòu)成四極濺射裝置，可使放電趨于穩(wěn)定。云南反應(yīng)磁控濺射過程

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場和交變磁場的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設(shè)備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓，陽離子在電場的作用下轟擊靶材，它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材，因為如果是絕緣體靶材，則由于陽粒子在靶表面積累，造成所謂的“靶中毒”，濺射率越來越低。江西高質(zhì)量磁控濺射磁控濺射鍍膜的適用范圍：在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用。

磁控濺射靶材鍍膜過程中，影響靶材鍍膜沉積速率的因素：濺射電流：磁控靶的濺射電流與濺射靶材表面的離子電流成正比，因此也是影響濺射速率的重要因素。磁控濺射有一個普遍規(guī)律，即在較佳氣壓下沉積速度較快。因此，在不影響薄膜質(zhì)量和滿足客戶要求的前提下，從濺射良率考慮氣體壓力的較佳值是合適的。改變?yōu)R射電流有兩種方法：改變工作電壓或改變工作氣體壓力。濺射功率：濺射功率對沉積速率的影響類似于濺射電壓。一般來說，提高磁控靶材的濺射功率可以提高成膜率。然而,這并不是一個普遍的規(guī)則。在磁控靶材的濺射電壓低，濺射電流大的情況下，雖然平均濺射功率不低，但離子不能被濺射，也不能沉積。前提是要求施加在磁控靶材上的濺射電壓足夠高，使工作氣體離子在陰極和陽極之間的電場中的能量足夠大于靶材的"濺射能量閾值"。

非平衡磁控濺射離子轟擊在鍍膜前可以起到清洗工件的氧化層和其他雜質(zhì)，活化工件表面的作用，同時在工件表面上形成偽擴散層，有助于提高膜層與工件表面之間的結(jié)合力。在鍍膜過程中，載能的帶電粒子轟擊作用可達(dá)到膜層的改性目的。比如，離子轟擊傾向于從膜層上剝離結(jié)合較松散的和凸出部位的粒子，切斷膜層結(jié)晶態(tài)或凝聚態(tài)的優(yōu)勢生長，從而生更致密，結(jié)合力更強，更均勻的膜層，并可以較低的溫度下鍍出性能優(yōu)良的鍍層。非平衡磁控濺射技術(shù)的運用，使平衡磁控濺射遇到的沉積致密、成分復(fù)雜薄膜的問題得以解決。磁控陰極按照磁場位形分布不同，大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。

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高真空。然后，由工藝氣體系統(tǒng)充入工藝氣體，將氣體壓強降低到大約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：將氣體壓強降低到某一點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，也就是提高濺射速率。超過該點之后，由于參與碰撞的分子過少則會導(dǎo)致離化量減少，使得濺射速率發(fā)生下降。如果氣壓過低，等離子體就會熄滅同時濺射停止。提高氣體壓強可提高離化率，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范圍非常狹窄。如果進(jìn)行的是反應(yīng)濺射，由于它會不斷消耗，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充新的反應(yīng)鍍渡。磁控濺射可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。河北反應(yīng)磁控濺射設(shè)備

磁控濺射又稱為高速低溫濺射。云南反應(yīng)磁控濺射過程

磁控濺射又稱為高速低溫濺射。在磁場約束及增強下的等離子體中的工作氣體離子，在靶陰極電場的加速下，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)上必須具備兩個基本條件:(1)建立與電場垂直的磁場;(2)磁場方向與陰極表面平行，并組成環(huán)形磁場。云南反應(yīng)磁控濺射過程

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