磁控濺射靶材鍍膜過程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電壓:濺射電壓對(duì)成膜速率的影響有這樣一個(gè)規(guī)律:電壓越高,,濺射速率越快,,而且這種影響在濺射沉積所需的能量范圍內(nèi)是緩和的、漸進(jìn)的,。在影響濺射系數(shù)的因素中,,在濺射靶材和濺射氣體之后,放電電壓確實(shí)很重要,。一般來說,,在正常的磁控濺射過程中,放電電壓越高,,濺射系數(shù)越大,,這意味著入射離子具有更高的能量。因此,,固體靶材的原子更容易被濺射出并沉積在基板上形成薄膜,。空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場(chǎng)形成電子陷阱,,使E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移,。江西高質(zhì)量磁控濺射處理
磁控濺射的工藝研究:1、功率:每一個(gè)陰極都具有自己的電源,。根據(jù)陰極的尺寸和系統(tǒng)設(shè)計(jì),,功率可以在0~150KW之間變化。電源是一個(gè)恒流源,。在功率控制模式下,,功率固定同時(shí)監(jiān)控電壓,通過改變輸出電流來維持恒定的功率,。在電流控制模式下,,固定并監(jiān)控輸出電流,這時(shí)可以調(diào)節(jié)電壓,。施加的功率越高,,沉積速率就越大。2,、速度:另一個(gè)變量是速度,。對(duì)于單端鍍膜機(jī),,鍍膜區(qū)的傳動(dòng)速度可以在每分鐘0~600英寸之間選擇。對(duì)于雙端鍍膜機(jī),,鍍膜區(qū)的傳動(dòng)速度可以在每分鐘0~200英寸之間選擇,。在給定的濺射速率下,傳動(dòng)速度越低則表示沉積的膜層越厚,。3,、氣體:較后一個(gè)變量是氣體,可以在三種氣體中選擇兩種作為主氣體和輔氣體來進(jìn)行使用,。北京金屬磁控濺射過程磁控濺射就是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng),。
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(zhǎng)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(chǎng)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(rùn)滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問世以來得到長(zhǎng)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,。
為了解決陰極濺射的缺陷,,人們?cè)?0世紀(jì)70年代的時(shí)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(diǎn),,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(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力,,它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng),,其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng),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(shí),經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽極時(shí),,已變成低能電子,,從而不會(huì)使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”,、“低溫”的優(yōu)點(diǎn),。該方法的缺點(diǎn)是不能制備絕緣體膜,而且磁控電極中采用的不均勻磁場(chǎng)會(huì)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%。物相沉積技術(shù)工藝過程簡(jiǎn)單,,對(duì)環(huán)境改善,,無污染,耗材少,,成膜均勻致密,,與基體的結(jié)合力強(qiáng)。
影響磁控濺射鍍膜結(jié)果的因素:1,、濺射功率的影響,,在基體和涂層材料確定的情況下,工藝參數(shù)的選擇對(duì)于涂層生長(zhǎng)速率和涂層質(zhì)量都有很大的影響.其中濺射功率的設(shè)定對(duì)這兩方面都有極大的影響。2,、氣壓的影響,,磁控濺射是在低氣壓下進(jìn)行高速濺射,為此需要提高氣體的離化率,,使氣體形成等離子體,。在保證濺射功率固定的情況下,,分析氣壓對(duì)于磁控濺射的影響。磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn):1,、幾乎所有材料都可以通過磁控濺射沉積,;2、可以根據(jù)基材和涂層的要求縮放光源并將其放置在腔室中的任何位置,;3,、可以沉積合金和化合物的薄膜,同時(shí)保持與原始材料相似的組成.磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品特點(diǎn)1、磁控濺射所利用的環(huán)狀磁場(chǎng)迫使二次電子跳欄式地沿著環(huán)狀磁場(chǎng)轉(zhuǎn)圈.相應(yīng)地,環(huán)狀磁場(chǎng)控制的區(qū)域是等離子體密度較高的部位,。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場(chǎng),,利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。上海多層磁控濺射哪家好
在直流二極濺射裝置中增加一個(gè)熱陰極和陽極,,就構(gòu)成直流三極濺射,。江西高質(zhì)量磁控濺射處理
磁控直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極,從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料,,不適于絕緣材料,。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí),表面的離子電荷無法中和,,這將導(dǎo)致靶面電位升高,,外加電壓幾乎都加在靶上,兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小,,甚至不能電離,,導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止,濺射停止,。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁?,須用射頻濺射法(RF)。濺射過程中涉及到復(fù)雜的散射過程和多種能量傳遞過程:入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞,,入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子,;某些靶材原子的動(dòng)能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘(對(duì)于金屬是5-10eV),從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來,,產(chǎn)生離位原子,;這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞,產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián),;當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí),,如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能(對(duì)于金屬是1-6eV),這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空,。江西高質(zhì)量磁控濺射處理
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