脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電源進(jìn)行磁控濺射沉積。脈沖磁控濺射可以有效地抑制電弧產(chǎn)生進(jìn)而消除由此產(chǎn)生的薄膜缺陷,同時(shí)可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列明顯的優(yōu)點(diǎn),是濺射絕緣材料沉積的優(yōu)先選擇工藝過(guò)程。在一個(gè)周期內(nèi)存在正電壓和負(fù)電壓兩個(gè)階段,在負(fù)電壓段,電源工作于靶材的濺射,正電壓段,引入電子中和靶面累積的正電荷,并使表面清潔,裸露出金屬表面。加在靶材上的脈沖電壓與一般磁控濺射相同!為400~500V,電源頻率在10~350KHz,在保證穩(wěn)定放電的前提下,應(yīng)盡可能取較低的頻率。由于等離子體中的電子相對(duì)離子具有更高的能動(dòng)性,因此正電壓值只需要是負(fù)電壓的10%~20%,就可以有效中和靶表面累積的正電荷。占空比的選擇在保證濺射時(shí)靶表面累積的電荷能在正電壓階段被完全中和的前提下,盡可能提高占空,以實(shí)現(xiàn)電源的更大效率。磁控濺射的原理是:靶材背面加上強(qiáng)磁體,形成磁場(chǎng)。湖北專(zhuān)業(yè)磁控濺射用途
真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn):1、基片溫度低。可利用陽(yáng)極導(dǎo)走放電時(shí)產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來(lái)完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場(chǎng)不均所導(dǎo)致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低。因此,想要提高靶材利用率,需要通過(guò)一定手段將磁場(chǎng)分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動(dòng),也可提高靶材利用率。湖北專(zhuān)業(yè)磁控濺射用途磁控濺射鍍膜產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn):幾乎所有材料都可以通過(guò)磁控濺射沉積,而不論其熔化溫度如何。
磁控濺射是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)使得電子受到洛倫茲力的束縛作用,其運(yùn)動(dòng)路線受到控制,因此大幅度增加了電子與Ar分子(原子)碰撞的幾率,提高了氣體分子的電離程度,從而使濺射效率得到很大的提升。濺射現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來(lái)己被普遍應(yīng)用在多種薄膜的制備中,如制備金屬、半導(dǎo)體、合金、氧化物以及化合物半導(dǎo)體等。磁控濺射包括很多種類(lèi)。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn):利用磁場(chǎng)與電場(chǎng)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(chǎng)作用下撞向靶面從而濺射出靶材。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。
交流磁控濺射和直流濺射的區(qū)別如下:交流磁控濺射和直流濺射相比交流磁控濺射采用交流電源代替直流電源,解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。交流濺射時(shí),靶對(duì)真空室壁不是恒定的負(fù)電壓,而是周期一定的交流脈沖電壓。設(shè)脈沖電壓的周期為T(mén),在負(fù)脈沖T—△T時(shí)間間隔內(nèi),靶面處于放電狀態(tài),這一階段和直流磁控濺射相似;靶面上的絕緣層不斷積累正電荷,絕緣層上的場(chǎng)強(qiáng)逐步增大;當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)增大至一定限度后靶電位驟降為零甚至反向,即靶電位處于正脈沖△T階段。在△T時(shí)間內(nèi),放電等離子體中的負(fù)電荷─電子向靶面遷移并中和了絕緣層表面所帶的正電荷,使絕緣層內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)恢復(fù)為零,從而消除了靶面異常放電的可能性。磁控濺射是物理的氣相沉積的一種,也是物理的氣相沉積中技術(shù)較為成熟的。
真空磁控濺射鍍膜技術(shù)的特點(diǎn):1、沉積速率大。由于采用高速磁控電極,可獲得的離子流很大,有效提高了此工藝鍍膜過(guò)程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比,磁控濺射的產(chǎn)能高、產(chǎn)量大、于各類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。2、功率效率高。磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內(nèi)的電壓,通常為600V,因?yàn)?00V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內(nèi)。3、濺射能量低。磁控靶電壓施加較低,磁場(chǎng)將等離子體約束在陰極附近,可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。磁控濺射技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域。湖北專(zhuān)業(yè)磁控濺射用途
磁控濺射靶材的制備方法:粉末冶金法。湖北專(zhuān)業(yè)磁控濺射用途
磁控濺射鍍膜常見(jiàn)領(lǐng)域應(yīng)用:1.一些不適合化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的材料可以通過(guò)磁控濺射沉積,這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。2.機(jī)械工業(yè):如表面功能膜、超硬膜、自潤(rùn)滑膜等.這些膜能有效提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性,從而大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命.3.光領(lǐng)域:閉場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃。特別是,透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽(yáng)能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。湖北專(zhuān)業(yè)磁控濺射用途