上海磁控濺射工藝

磁控濺射靶材的原理如下：在被濺射的靶極與陽極之間加一個正交磁場和電場，在高真空室中充入所需要的惰性氣體，永久磁鐵在靶材料表面形成250～350高斯的磁場，同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下，Ar氣電離成正離子和電子，靶上加有一定的負(fù)高壓，從靶極發(fā)出的電子受磁場的作用與工作氣體的電離幾率增大，在陰極附近形成高密度的等離子體，Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面，以很高的速度轟擊靶面，使靶上被濺射出來的原子遵循動量轉(zhuǎn)換原理以較高的動能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種：直流濺射和射頻濺射，其中直流濺射設(shè)備原理簡單，在濺射金屬時(shí)，其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為普遍，除可濺射導(dǎo)電材料外，也可濺射非導(dǎo)電的材料，同時(shí)還可進(jìn)行反應(yīng)濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射頻的頻率提高后就成為微波等離子體濺射，如今，常用的有電子回旋共振型微波等離子體濺射。磁控濺射的原理是：靶材背面加上強(qiáng)磁體，形成磁場。上海磁控濺射工藝

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?？勺鳛榉菬徨兡ぜ夹g(shù)，主要用于化學(xué)氣相沉積。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。山東雙靶磁控濺射流程磁控濺射是在外加電場的兩極之間引入一個磁場。

磁控濺射設(shè)備的主要用途：1、各種功能性薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如，低溫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、裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用，如各種全反射膜及半透明膜等，如手機(jī)外殼，鼠標(biāo)等。3、在微電子領(lǐng)域作為一種非熱式鍍膜技術(shù)，主要應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積（CVD）或金屬有機(jī)。4、化學(xué)氣相沉積（CVD）生長困難及不適用的材料薄膜沉積，而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。5、在光學(xué)領(lǐng)域：中頻閉合場非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學(xué)薄膜（如增透膜）、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面得到應(yīng)用。特別是透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。6、在機(jī)械加工行業(yè)中，表面功能膜、超硬膜，自潤滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問世以來得到長足發(fā)展，能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能，從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。

PVD技術(shù)特征如下：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(qiáng)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(jìn)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。磁控濺射適用于制備大面積均勻薄膜，并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。

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(diǎn)：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(yùn)行，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。靶源分平衡式和非平衡式，平衡式靶源鍍膜均勻，非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強(qiáng)。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜，非平衡多用于磨損裝飾膜。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。平衡態(tài)磁控陰極內(nèi)外磁鋼的磁通量大致相等，兩極磁力線閉合于靶面，很好地將電子/等離子體約束在靶面附近，增加了碰撞幾率，提高了離化效率，因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電，靶材利用率相對較高。但由于電子沿磁力線運(yùn)動主要閉合于靶面，基片區(qū)域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術(shù)，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)磁極，兩極磁力線在靶面不完全閉合，部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區(qū)域，從而部分電子可以沿著磁力線擴(kuò)展到基片，增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。磁控濺射靶材根據(jù)材料的成分不同，可分為金屬靶材、合金靶材、無機(jī)非金屬靶材等。上海脈沖磁控濺射分類

磁控濺射鍍膜的應(yīng)用領(lǐng)域：在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用。上海磁控濺射工藝

用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘校入x子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體，則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕?。?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。上海磁控濺射工藝