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北京磁控濺射真空鍍膜

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023年07月07日

電子束蒸發(fā)蒸鍍?nèi)珂u(W)、鉬(Mo)等高熔點(diǎn)材料,需要在坩堝的結(jié)構(gòu)上做一定的改進(jìn),以提高鍍膜的效率。高熔點(diǎn)的材料采用錠或者顆粒狀放在坩堝當(dāng)中,因?yàn)樗溘釄鍖?dǎo)熱過快,材料難以達(dá)到其蒸發(fā)的溫度。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,蒸發(fā)高熔點(diǎn)的材料可以用薄片來蒸鍍,將1mm材料薄片架空于碳坩堝上沿,薄片只能通過坩堝邊沿來導(dǎo)熱,散熱速率慢,有利于達(dá)到材料蒸發(fā)的熔點(diǎn)。經(jīng)驗(yàn)證,采用此種方式鍍膜,薄膜均勻性良好,采用此方法可滿足蒸鍍50nm以下的材料薄膜。真空鍍膜機(jī)電阻式蒸發(fā)鍍分為預(yù)熱段、預(yù)溶段、線性蒸發(fā)段三個(gè)步驟。北京磁控濺射真空鍍膜

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電子束蒸發(fā)鍍膜技術(shù)是一種制備高純物質(zhì)薄膜的主要方法,在電子束加熱裝置中,被加熱的物質(zhì)被放置于水冷的坩堝中電子束只轟擊到其中很少的一部分物質(zhì),而其余的大部分物質(zhì)在坩堝的冷卻作用下一直處于很低的溫度,即后者實(shí)際上變成了被蒸發(fā)物質(zhì)的坩堝。因此,電子束蒸發(fā)沉積方法可以做到避免坩堝材料的污染。在同一蒸發(fā)沉積裝置中可以安置多個(gè)坩堝,這使得人們可以同時(shí)或分別蒸發(fā)和沉積多種不同的物質(zhì)。現(xiàn)今主流的電子束蒸發(fā)設(shè)備中對(duì)鍍膜質(zhì)量起關(guān)鍵作用的是電子槍和離子源。北京磁控濺射真空鍍膜真空鍍膜是在真空室內(nèi)把材料的原子從加熱源離析出來打到被鍍物體的表面上。

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真空鍍膜:眾所周知,在某些材料的表面上,只要鍍上一層薄膜,就能使材料具有許多新的、良好的物理和化學(xué)性能。20世紀(jì)70年代,在物體表面上鍍膜的方法主要有電鍍法和化學(xué)鍍法。前者是通過通電,使電解液電解,被電解的離子鍍到作為另一個(gè)電極的基體表面上,因此這種鍍膜的條件,基體必須是電的良導(dǎo)體,而且薄膜厚度也難以控制。后者是采用化學(xué)還原法,必須把膜材配制成溶液,并能迅速參加還原反應(yīng),這種鍍膜方法不僅薄膜的結(jié)合強(qiáng)度差,而且鍍膜既不均勻也不易控制,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的廢液,造成嚴(yán)重的污染。因此,這兩種被人們稱之為濕式鍍膜法的鍍膜工藝受到了很大的限制。

真空鍍膜的方法:化學(xué)氣相沉積:在等離子化學(xué)氣相沉積法中,等離子體中電子溫度高達(dá)104K,電子與氣相分子的碰撞可以促進(jìn)氣體分子的分解、化合、激發(fā)和電離過程,生成活性很高的各種化學(xué)基團(tuán),產(chǎn)生大量反應(yīng)活性物種而使整個(gè)反應(yīng)體系卻保持較低溫度。而普通的CVD法沉積溫度高(一般為1100℃),當(dāng)在鋼材表面沉積氮化鈦薄膜時(shí),由于溫度很高,致使膜層與基體間常有脆性相出現(xiàn),致使刀具的切削壽命降低。利用直流等離子化學(xué)氣相沉積法,在硬質(zhì)臺(tái)金上沉積TiN膜結(jié)構(gòu)與性能均勻。在真空鍍膜機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常情況下,開動(dòng)真空鍍膜機(jī)時(shí),必須先開水管,工作中應(yīng)隨時(shí)注意水壓。

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電子束蒸發(fā)與熱蒸發(fā)的區(qū)別在于:電子束蒸發(fā)是用一束電子轟擊物體,產(chǎn)生高能量進(jìn)行蒸發(fā), 熱蒸發(fā)通過加熱完成這一過程。與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)提供了高能量;但將薄膜的厚度控制在 5nm 量級(jí)將是困難的。在這種情況下,帶有厚度監(jiān)控器的良好熱蒸發(fā)器將更合適。 與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)具有許多優(yōu)點(diǎn) 1、電子束蒸發(fā)可以將材料加熱到比熱蒸發(fā)更高的溫度。這允許高溫材料和難熔金屬(例如鎢、鉭或石墨)的非常高的沉積速率和蒸發(fā)。 2、電子束蒸發(fā)可以沉積更薄、純度更高的薄膜。坩堝的水冷將電子束加熱嚴(yán)格限制在由源材料占據(jù)的區(qū)域,從而消除了相鄰組件的任何不必要的污染。 3、電子束蒸發(fā)源有各種尺寸和配置,包括單腔或多腔。各種真空鍍膜技術(shù)都需要有一個(gè)蒸發(fā)源或靶子。北京磁控濺射真空鍍膜

真空鍍膜機(jī)硬化膜沉積技術(shù)目前較成熟的是cvd、pvd。北京磁控濺射真空鍍膜

真空鍍膜:離子鍍:離子鍍基本原理是在真空條件下,采用某種等離子體電離技術(shù),使鍍料原子部分電離成離子,同時(shí)產(chǎn)生許多高能量的中性原子,在被鍍基體上加負(fù)偏壓。這樣在深度負(fù)偏壓的作用下,離子沉積于基體表面形成薄膜。離子鍍借助于惰性氣體輝光放電,使鍍料(如金屬鈦)氣化蒸發(fā)離子化,離子經(jīng)電場加速,以較高能量轟擊工件表面,此時(shí)如通入二氧化碳、氮?dú)獾确磻?yīng)氣體,便可在工件表面獲得TiC、TiN覆蓋層,硬度高達(dá)2000HV。離子鍍技術(shù)較早在1963年由D。M。Mattox提出。1972年,Bunshah&Juntz推出活性反應(yīng)蒸發(fā)離子鍍(AREIP),該方法可以沉積TiN、TiC等超硬膜。1972年Moley&Smith發(fā)展完善了空心熱陰極離子鍍,1973年又發(fā)展出射頻離子鍍(RFIP)。20世紀(jì)80年代又發(fā)展出磁控濺射離子鍍(MSIP)和多弧離子鍍(MAIP)。離子鍍是物理的氣相沉積方法中應(yīng)用較普遍的一種鍍膜工藝。北京磁控濺射真空鍍膜

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