智能磁控濺射步驟

高能脈沖磁控濺射技術是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術。電源與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結合，形成一種新穎的成膜過程與質量調控技術，是可應用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術，填補了國內在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術復合，利用其高離化率和淹沒性的特點，通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控，實現高膜基結合力、高質量、高均勻性薄膜的制備。同時結合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統(tǒng)，開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應用。其中心技術具有自主知識產權，已申請相關發(fā)明專利兩項。該項技術對實現PVD沉積關鍵瓶頸問題的突破具有重大意義，有助于提升我國在表面工程加工領域的國際競爭力。如在交通領域，該技術用于汽車發(fā)動機三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機械加工領域，沉積先進鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。磁控濺射的原理是電子在電場的作用下，在飛向基材過程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出氬正離子和新的電子。智能磁控濺射步驟

磁控濺射技術原理如下：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，該區(qū)域內等離子體密度很高，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。在運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，經過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠離靶材，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動路徑，改變電子的運動方向，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。真空磁控濺射用處在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術，主要應用在化學氣相沉積或金屬有機。

磁控濺射技術有：直流磁控濺射技術。為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀70年發(fā)出了直流磁控濺射技術，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，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量。同時，經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。

磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁場，當濺射產生的二次電子在陰極位降區(qū)內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動。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉移能量，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的陽極而被吸收，避免高能電子對極板的強烈轟擊，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，體現出磁控濺射中極板“低溫”的特點。由于外加磁場的存在，電子的復雜運動增加了電離率，實現了高速濺射。磁控濺射的技術特點是要在陰極靶面附件產生與電場方向垂直的磁場，一般采用永久磁鐵實現。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內外磁體的大小和強度的永磁體獲得，也有由兩組電磁線圈產生。

PVD技術常用的方法：PVD基本方法。真空蒸發(fā)、濺射、離子鍍，以下介紹幾種常用的方法。電子束蒸發(fā)：電子束蒸發(fā)是利用聚焦成束的電子束來加熱蒸發(fā)源，使其蒸發(fā)并沉積在基片表面而形成薄膜。特征：真空環(huán)境；蒸發(fā)源材料需加熱熔化；基底材料也在較高溫度中；用磁場控制蒸發(fā)的氣體，從而控制生成鍍膜的厚度。濺射沉積：濺射是與氣體輝光放電相聯系的一種薄膜沉積技術。濺射的方法很多，有直流濺射、RF濺射和反應濺射等，而用得較多的是磁控濺射、中頻濺射、直流濺射、RF濺射和離子束濺射。PVD鍍膜技術主要分為三類：真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。河南脈沖磁控濺射設備

磁控濺射方法在裝飾領域的應用：如各種全反射膜和半透明膜；比如手機殼、鼠標等。智能磁控濺射步驟

磁控濺射是由二極濺射基礎上發(fā)展而來，在靶材表面建立與電場正交磁場，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相比具有以下特點：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由固態(tài)直接轉變?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計；濺射鍍膜速度快，膜層致密，附著性好等特點，很適合于大批量，高效率工業(yè)生產。智能磁控濺射步驟

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