吉林平衡磁控濺射

磁控濺射方法可用于制備多種材料,如金屬、半導(dǎo)體、絕緣子等。它具有設(shè)備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).磁控濺射發(fā)展至今，除了上述一般濺射方法的優(yōu)點(diǎn)外，還實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用：1.各種功能薄膜：如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能.例如，在低溫下沉積氮化硅減反射膜以提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率.2.微電子：可作為非熱鍍膜技術(shù)，主要用于化學(xué)氣相沉積(CVD).3.裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用：如各種全反射膜和半透明膜；比如手機(jī)殼、鼠標(biāo)等.射頻濺射采用射頻光放電，磁控濺射采用環(huán)磁場控制的光放電。吉林平衡磁控濺射

磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)：（1）操作易控。鍍膜過程，只要保持工作壓強(qiáng)、電功率等濺射條件相對穩(wěn)定，就能獲得比較穩(wěn)定的沉積速率。（2）沉積速率高。在沉積大部分的金屬薄膜，尤其是沉積高熔點(diǎn)的金屬和氧化物薄膜時(shí)，如濺射鎢、鋁薄膜和反應(yīng)濺射TiO2、ZrO2薄膜，具有很高的沉積率。（3）基板低溫性。相對二極濺射或者熱蒸發(fā)，磁控濺射對基板加熱少了，這一點(diǎn)對實(shí)現(xiàn)織物的上濺射相當(dāng)有利。（4）膜的牢固性好。濺射薄膜與基板有著極好的附著力，機(jī)械強(qiáng)度也得到了改善。北京直流磁控濺射平臺隨著工業(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。

真空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場形成電子陷阱，使在E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。設(shè)置一個與靶面電場正交的磁場，濺射時(shí)產(chǎn)生的快電子在正交的電磁場中作近似擺線運(yùn)動，增加了電子行程，提高了氣體的離化率，同時(shí)高能量粒子與氣體碰撞后失去能量，基體溫度較低，在不耐溫材料上可以完成鍍膜。這種技術(shù)是玻璃膜技術(shù)中的較優(yōu)先技術(shù)，是由航天工業(yè)、兵器工業(yè)、和核工業(yè)三個方面相結(jié)合的優(yōu)先技術(shù)的民用化，民用主要是通過這種技術(shù)達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等作用。

非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強(qiáng)，也有中部強(qiáng)，導(dǎo)致濺射靶表面磁場的“非平衡”。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強(qiáng)度的永磁體獲得，也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生，或采用電磁線圈與永磁體混合結(jié)構(gòu)，還有在陰極和基體之間增加附加的螺線管，用來改變陰極和基體之間的磁場，并以它來控制沉積過程中離子和原子的比例。非平衡磁控濺射系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)，一種是其芯部磁場強(qiáng)度比外環(huán)高，磁力線沒有閉合，被引向真空室壁，基體表面的等離子體密度低，因此該方式很少被采用。另一種是外環(huán)磁場強(qiáng)度高于芯部磁場強(qiáng)度，磁力線沒有完全形成閉合回路，部分外環(huán)的磁力線延伸到基體表面，使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區(qū)域，同時(shí)再與中性粒子發(fā)生碰撞電離，等離子體不再被完全限制在靶材表面區(qū)域，而是能夠到達(dá)基體表面，進(jìn)一步增加鍍膜區(qū)域的離子濃度，使襯底離子束流密度提高，通?？蛇_(dá)5mA/cm2以上。這樣濺射源同時(shí)又是轟擊基體表面的離子源，基體離子束流密度與靶材電流密度成正比，靶材電流密度提高，沉積速率提高，同時(shí)基體離子束流密度提高，對沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。在直流二極濺射裝置中增加一個熱陰極和陽極，就構(gòu)成直流三極濺射。

磁控濺射技術(shù)原理：電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛倫茲力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動，該電子的運(yùn)動路徑很長。在運(yùn)動過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運(yùn)動路徑，改變電子的運(yùn)動方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。吉林平衡磁控濺射

真空磁控濺射鍍膜這種工藝可以沉積任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。吉林平衡磁控濺射

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(diǎn)是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實(shí)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。磁控濺射是70年代迅速發(fā)展起來的一種“高速低溫濺射技術(shù)”。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁場。當(dāng)濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速為高能電子后，并不直接飛向陽極，而是在正交電磁場作用下作來回振蕩的近似擺線的運(yùn)動。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉(zhuǎn)移能量，使之電離而本身變成低能電子。這些低能電子較終沿磁力線漂移到陰極附近而被吸收，避免高能電子對極板的強(qiáng)烈轟擊，消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷，體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點(diǎn)。由于外加磁場的存在，電子的復(fù)雜運(yùn)動增加了電離率，實(shí)現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術(shù)特點(diǎn)是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場方向垂直的磁場，一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。吉林平衡磁控濺射

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