磁控濺射原理:電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,電離出大量的氬離子和電子,電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛倫茲力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長。磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣,在陰極(柱狀靶或平面靶)和陽極(鍍膜室壁)之間施加幾百K直流電壓,在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電,使氬氣發(fā)生電離。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。廣州射頻磁控濺射用處
直流磁控濺射所用的電源是直流高壓電源,通常在300~1000V,特點是濺射速率快,造價低,后期維修保養(yǎng)廉價??墒侵荒転R射金屬靶材,假如靶材是絕緣體,隨著濺射的深化,靶材會聚集很多的電荷,導致濺射無法持續(xù)。因而關(guān)于金屬靶材通常用直流磁控濺射,因為造價廉價,結(jié)構(gòu)簡略,目前在工業(yè)上使用普遍。脈沖磁控濺射是采用脈沖電源或者直流電源與脈沖生成裝置配合,輸出脈沖電流驅(qū)動磁控濺射沉積。一般使用矩形波電壓,既容易獲得又有利于研究濺射放電等離子體的變化過程。工作模式與中頻濺射。山東反應磁控濺射要多少錢濺射是指荷能顆粒轟擊固體表面,使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。
真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)的區(qū)別:真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。濺射是指荷能顆粒轟擊固體表面,使固體原子或分子從表面射出的現(xiàn)象。大多數(shù)粒子是原子狀態(tài),通常稱為濺射原子。用于轟擊目標的濺射顆??梢允请娮印㈦x子或中性顆粒,因為離子很容易加速電場下所需的動能,所以大多數(shù)都使用離子作為轟擊顆粒。濺射過程是基于光放電,即濺射離子來自氣體放電。不同的濺射技術(shù)使用不同的光放電方法。直流二極濺射采用直流光放電,三極濺射采用熱陰極支撐光放電,射頻濺射采用射頻光放電,磁控濺射采用環(huán)磁場控制的光放電。真空磁控濺射涂層技術(shù)與真空蒸發(fā)涂層技術(shù)相比有許多優(yōu)點。如任何物質(zhì)都能濺射,特別是高熔點和低蒸汽壓力的元素和化合物;濺射膜與基板附著力好;膜密度高;膜厚可控,重復性好。此外,蒸發(fā)法與濺射法相結(jié)合,即離子鍍。該方法具有附著力強、沉積率高、膜密度高等優(yōu)點。
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:濺射電壓對成膜速率的影響有這樣一個規(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。磁控濺射粉體鍍膜技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了銀包銅粉、銀包鋁粉、鋁包硅粉等多種微納米級粉體的量產(chǎn)。
非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強,也有中部強,導致濺射靶表面磁場的“非平衡”。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強度的永磁體獲得,也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生,或采用電磁線圈與永磁體混合結(jié)構(gòu),還有在陰極和基體之間增加附加的螺線管,用來改變陰極和基體之間的磁場,并以它來控制沉積過程中離子和原子的比例。非平衡磁控濺射系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu),一種是其芯部磁場強度比外環(huán)高,磁力線沒有閉合,被引向真空室壁,基體表面的等離子體密度低,因此該方式很少被采用。另一種是外環(huán)磁場強度高于芯部磁場強度,磁力線沒有完全形成閉合回路,部分外環(huán)的磁力線延伸到基體表面,使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區(qū)域,同時再與中性粒子發(fā)生碰撞電離,等離子體不再被完全限制在靶材表面區(qū)域,而是能夠到達基體表面,進一步增加鍍膜區(qū)域的離子濃度,使襯底離子束流密度提高,通常可達5mA/cm2以上。這樣濺射源同時又是轟擊基體表面的離子源,基體離子束流密度與靶材電流密度成正比,靶材電流密度提高,沉積速率提高,同時基體離子束流密度提高,對沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。磁控濺射沉積速度快、基材溫升低、對膜層的損傷小。廣東多層磁控濺射工藝
磁控濺射是物相沉積的一種。廣州射頻磁控濺射用處
磁控濺射的工藝研究:1、磁場:用來捕獲二次電子的磁場必須在整個靶面上保持一致,而且磁場強度應當合適。磁場不均勻就會產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強度如果不適當,那么即使磁場強度一致也會導致膜層沉積速率低下,而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會使膜層受到污染。如果磁場強度過高,可能在開始的時候沉積速率會非常高,但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系,這個速率會迅速下降到一個非常低的水平。同樣,這個刻蝕區(qū)也會造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù):在濺射過程中,通過改變改變這些參數(shù)可以進行工藝的動態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強。廣州射頻磁控濺射用處
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