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遼寧真空磁控濺射工藝

來源: 發布時間:2023年05月01日

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”的優點。安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地,作為陽極。遼寧真空磁控濺射工藝

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反應磁控濺射是以金屬、合金、低價金屬化合物或半導體材料作為靶陰極,在濺射過程中或在基片表面沉積成膜過程中與氣體粒子反應生成化合物薄膜,這就是反應磁控濺射。反應磁控濺射普遍應用于化合物薄膜的大批量生產,這是因為:1、反應磁控濺射所用的靶材料和反應氣體純度很高,因而有利于制備高純度的化合物薄膜。2、通過調節反應磁控濺射中的工藝參數,可以制備化學配比或非化學配比的化合物薄膜,通過調節薄膜的組成來調控薄膜特性。3、反應磁控濺射沉積過程中基板升溫較小,而且制膜過程中通常也不要求對基板進行高溫加熱,因此對基板材料的限制較少。4、反應磁控濺射適于制備大面積均勻薄膜,并能實現單機年產上百萬平方米鍍膜的工業化生產。遼寧真空磁控濺射工藝能夠控制鍍層的厚度,同時可通過改變參數條件控制組成薄膜的顆粒大小。

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磁控濺射靶材的制備技術方法按生產工藝可分為熔融鑄造法和粉末冶金法兩大類,在靶材的制備過程中,除嚴格控制材料的純度、致密度、晶粒度以及結晶取向之外,對熱處理工藝條件、后續成型加工過程亦需要加以嚴格的控制,以保證靶材的質量。磁控濺射靶材的制備方法:1、熔融鑄造法。與粉末冶金法相比,熔融鑄造法生產的靶材產品雜質含量低,致密度高。2、粉末冶金法。通常,熔融鑄造法無法實現難熔金屬濺射靶材的制備,對于熔點和密度相差較大的兩種或兩種以上的金屬,采用普通的熔融鑄造法,一般也難以獲得成分均勻的合金靶材;對于無機非金屬靶材、復合靶材,熔融鑄造法更是無能為力,而粉末冶金法是解決制備上述靶材技術難題的較佳途徑。同時,粉末冶金工藝還具有容易獲得均勻細晶結構、節約原材料、生產效率高等優點。

真空磁控濺射為什么必須在真空環境?濺射過程是通過電能,使氣體的離子轟擊靶材,就像磚頭砸土墻,土墻的部分原子濺射出來,落在所要鍍膜的基體上的過程。如果氣體太多,氣體離子在運行到靶材的過程中,很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞,這樣就不能加速,也濺射不出靶材原子來。所以需要真空狀態。而如果氣體太少,氣體分子不能成為離子,沒有很多可以轟擊靶材,所以也不行。只能選擇中間值,有足夠的氣體離子可以轟擊靶材,而在轟擊過程中,不至于因為氣體太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量,所以必須在較為恒定的真空狀態下。此狀態根據氣體分子直徑和分子自由程計算。一般在0.2-0.5Pa之間。磁控濺射鍍膜的應用領域:建材及民用工業中。

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磁控濺射靶材鍍膜過程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電流。磁控靶的濺射電流與濺射靶材表面的離子電流成正比,因此也是影響濺射速率的重要因素。磁控濺射有一個普遍規律,即在較佳氣壓下沉積速度較快。因此,在不影響薄膜質量和滿足客戶要求的前提下,從濺射良率考慮氣體壓力的較佳值是合適的。改變濺射電流有兩種方法:改變工作電壓或改變工作氣體壓力。濺射功率:濺射功率對沉積速率的影響類似于濺射電壓。一般來說,提高磁控靶材的濺射功率可以提高成膜率。然而,這并不是一個普遍的規則。在磁控靶材的濺射電壓低,濺射電流大的情況下,雖然平均濺射功率不低,但離子不能被濺射,也不能沉積。前提是要求施加在磁控靶材上的濺射電壓足夠高,使工作氣體離子在陰極和陽極之間的電場中的能量足夠大于靶材的"濺射能量閾值"。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。遼寧真空磁控濺射工藝

磁控濺射可用于制備多種材料,如金屬、半導體、絕緣子等。遼寧真空磁控濺射工藝

磁控濺射鍍膜常見領域應用:1.一些不適合化學氣相沉積(MOCVD)的材料可以通過磁控濺射沉積,這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。2.機械工業:如表面功能膜、超硬膜、自潤滑膜等.這些膜能有效提高表面硬度、復合韌性、耐磨性和高溫化學穩定性,從而大幅度提高產品的使用壽命.3.光領域:閉場非平衡磁控濺射技術也已應用于光學薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導電玻璃。特別是,透明導電玻璃普遍應用于平板顯示器件、太陽能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。遼寧真空磁控濺射工藝

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