廣州金屬磁控濺射技術(shù)

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?shù)乃俣妊a充新的反應(yīng)鍍渡。中頻交流磁控濺射在單個陰極靶系統(tǒng)中，與脈沖磁控濺射有同樣的釋放電荷、防止打弧作用。廣州金屬磁控濺射技術(shù)

PVD技術(shù)特征：在真空室內(nèi)充入放電所需要的惰性氣體，在高壓電場作用下氣體分子因電離而產(chǎn)生大量正離子。帶電離子被強電場加速，便形成高能量的離子流轟擊蒸發(fā)源材料。在離子轟擊下，蒸發(fā)源材料的原子將離開固體表面，以高速度濺射到基片上并沉積成薄膜。RF濺射：RF濺射使用的頻率約為13.56MHz，它不需要熱陰極，能在較低的氣壓和較低的電壓下進行濺射。RF濺射不只可以沉積金屬膜，而且可以沉積多種材料的絕緣介質(zhì)膜，因而使用范圍較廣。電弧離子鍍：陰極弧技術(shù)是在真空條件下，通過低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài)，從而完成薄膜材料的沉積，該技術(shù)材料的離化率更高，薄膜性能更加優(yōu)異。江西真空磁控濺射儀器基板有低溫性，相對于二級濺射和熱蒸發(fā)來說，磁控濺射加熱少。

磁控濺射原理：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（或分子）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動，該電子的運動路徑很長。磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣，在陰極（柱狀靶或平面靶）和陽極（鍍膜室壁）之間施加幾百K直流電壓，在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電，使氬氣發(fā)生電離。

直流磁控濺射所用的電源是直流高壓電源，通常在300～1000V，特點是濺射速率快，造價低，后期維修保養(yǎng)廉價?？墒侵荒転R射金屬靶材，假如靶材是絕緣體，隨著濺射的深化，靶材會聚集很多的電荷，導(dǎo)致濺射無法持續(xù)。因而關(guān)于金屬靶材通常用直流磁控濺射，因為造價廉價，結(jié)構(gòu)簡略，目前在工業(yè)上使用普遍。脈沖磁控濺射是采用脈沖電源或者直流電源與脈沖生成裝置配合，輸出脈沖電流驅(qū)動磁控濺射沉積。一般使用矩形波電壓，既容易獲得又有利于研究濺射放電等離子體的變化過程。工作模式與中頻濺射。濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。

為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀70年代的時候開發(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，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，由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運動，其運動路徑變長，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，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時，已變成低能電子，從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產(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%。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。四川智能磁控濺射用途

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。廣州金屬磁控濺射技術(shù)

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)備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。上世紀70年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因為是在低氣壓下進行高速濺射，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，利用磁場對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，把部分動量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級聯(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量，離開靶被濺射出來。廣州金屬磁控濺射技術(shù)

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