磁控濺射技術(shù)不只是科學(xué)研究和精密電子制造中常用的薄膜制備工藝技術(shù),經(jīng)過多年的不斷完善和發(fā)展,,該技術(shù)也已經(jīng)成為重要的工業(yè)化大面積真空鍍膜技術(shù)之一,,普遍應(yīng)用于玻璃、汽車,、醫(yī)療衛(wèi)生,、電子工業(yè)等工業(yè)和民生領(lǐng)域。例如,,采用磁控濺射工藝生產(chǎn)鍍膜玻璃,,其膜層可以由多層金屬或金屬氧化物祖成,允許任意調(diào)節(jié)能量通過率,、反射率,,具有良好的美觀效果,被越來越多的被應(yīng)用于現(xiàn)代建筑領(lǐng)域,。再比如,,磁控濺射技術(shù)也能夠應(yīng)用于織物涂層,這些織物涂層可以應(yīng)用于安全領(lǐng)域,,如防電擊,、電磁屏蔽和機(jī)器人防護(hù)面料等,也可用于染料制作。這樣的涂層織物在醫(yī)療衛(wèi)生,、環(huán)境保護(hù),、電子工業(yè)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。磁控濺射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。天津雙靶材磁控濺射步驟
高速率磁控濺射的一個(gè)固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率,。高的沉積速率意味著高的粒子流飛向基片,,導(dǎo)致沉積過程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長薄膜上,引起沉積溫度明顯增加,。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走,,薄膜的較大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán),,還要求良好的靶材導(dǎo)熱率及較薄膜的靶厚度,。同時(shí)高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%~30%,因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個(gè)問題,。北京脈沖磁控濺射過程雙室磁控濺射沉積系統(tǒng)是帶有進(jìn)樣室的高真空多功能磁控濺射鍍膜設(shè)備,。
磁控濺射體系設(shè)備的穩(wěn)定性,對所生成的膜均勻性,、成膜質(zhì)量,、鍍膜速率等方面有很大的影響。磁控濺射體系設(shè)備的濺射品種有許多,,按照運(yùn)用的電源分,,能夠分為直流磁控濺射,射頻磁控濺射,,中頻磁控濺射等等,。濺射涂層開始顯示出簡略的直流二極管濺射。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡略,,但直流二極管濺射堆積速率低,;為了堅(jiān)持自我約束的排放,它不能在低壓下進(jìn)行,;它不能濺射絕緣材料,。這樣的缺陷約束了它的運(yùn)用。在直流二極管濺射設(shè)備中添加熱陰極和輔佐陽極可構(gòu)成直流三極管濺射,。由添加的熱陰極和輔佐陽極發(fā)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離作用,,因而即便在低壓下也能夠進(jìn)行濺射。不然,,能夠下降濺射電壓以進(jìn)行低壓濺射,。在低壓條件下;放電電流也會(huì)添加,并且能夠不受電壓影響地單獨(dú)操控,。在熱陰極之前添加電極(網(wǎng)格狀)以形成四極濺射裝置能夠穩(wěn)定放電,。可是,,這些裝置難以獲得具有高濃度和低堆疊速度的等離子體區(qū)域,,因而其尚未在工業(yè)中普遍運(yùn)用。
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,。磁控濺射在技術(shù)上可以分為直流(DC)磁控濺射,、中頻(MF)磁控濺射、射頻(RF)磁控濺射。
相較于蒸發(fā)鍍膜,,真空磁控濺射鍍膜的膜更均勻,,那么真空蒸發(fā)鍍膜所鍍出來的膜厚度在中心位置一般會(huì)薄一點(diǎn)。因此,,由于我們無法控制真空蒸發(fā)鍍膜的膜層的厚度,,而真空磁控濺射鍍膜的過程中可通過控制時(shí)間長短來控制鍍層厚度,所以蒸鍍真空鍍膜不適應(yīng)企業(yè)大規(guī)模的生產(chǎn),。反之,,濺射鍍膜在這方面就比較有優(yōu)勢了。那么相對于蒸發(fā)鍍膜來說,,真空磁控濺射鍍膜除了膜厚均勻與可控靈活的優(yōu)勢之外,,還有這些特點(diǎn):磁控濺射鍍的膜層的純度高,因此致密性好,;膜層物料靈活,,薄膜可以由大多數(shù)材料構(gòu)成,包括常見的合金,、化合物之類的,;濺射鍍膜的沉積速率較低,整體設(shè)備相對復(fù)雜一些,;真空濺射薄膜與作用基底之間的粘合,、附著力很好。磁控濺射就是在外加電場的兩極之間引入一個(gè)磁場,。上海雙靶磁控濺射儀器
磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):基板低溫性,。天津雙靶材磁控濺射步驟
磁控濺射技術(shù)發(fā)展過程中各項(xiàng)技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對等離子體進(jìn)行的控制等方面。通過對電磁場,、溫度場和空間不同種類粒子分布參數(shù)的控制,,使膜層質(zhì)量和屬性滿足各行業(yè)的要求。膜厚均勻性與磁控濺射靶的工作狀態(tài)息息相關(guān),,如靶的刻蝕狀態(tài),,靶的電磁場設(shè)汁等,因此,,為保證膜厚均勻性,,國外的薄膜制備公司或鍍膜設(shè)備制造公司都有各自的關(guān)于鍍膜設(shè)備(包括中心部件“靶”)的整套設(shè)計(jì)方案。同時(shí),,還有很多專門從事靶的分析,、設(shè)計(jì)和制造的公司,并開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件,,根據(jù)客戶的要求對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),。國內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計(jì)方面與國際先進(jìn)水平之間還存在較大差距,。天津雙靶材磁控濺射步驟