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(wú)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(lái),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。濺射可連續(xù)工作,鍍膜過程容易自動(dòng)控制,工業(yè)上流水線作業(yè)。天津金屬磁控濺射過程
磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):(1)基板有低溫性。相對(duì)于二級(jí)濺射和熱蒸發(fā)來(lái)說,磁控濺射加熱少。(2)有很高的沉積率??蔀R射鎢、鋁薄膜和反應(yīng)濺射TiO2、ZrO2薄膜。(3)環(huán)保工藝。磁控濺射鍍膜法生產(chǎn)效率高,沒有環(huán)境污染。(4)涂層很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機(jī)械強(qiáng)度得到了改善,更好的附著力。(5)操作容易控制。鍍膜過程,只要保持壓強(qiáng)、電功率濺射條件穩(wěn)定,就能獲得比較穩(wěn)定的沉積速率。(6)成膜均勻。濺射的薄膜密度普遍提高。(7)濺射的金屬膜通常能獲得良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能及某些特殊性能。(8)濺射可連續(xù)工作,鍍膜過程容易自動(dòng)控制,工業(yè)上流水線作業(yè)。非金屬磁控濺射過程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。
真空磁控濺射技術(shù):真空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場(chǎng)形成電子陷阱,使在E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。設(shè)置一個(gè)與靶面電場(chǎng)正交的磁場(chǎng),濺射時(shí)產(chǎn)生的快電子在正交的電磁場(chǎng)中作近似擺線運(yùn)動(dòng),增加了電子行程,提高了氣體的離化率,同時(shí)高能量粒子與氣體碰撞后失去能量,基體溫度較低,在不耐溫材料上可以完成鍍膜。這種技術(shù)是玻璃膜技術(shù)中的較較好技術(shù),是由航天工業(yè)、兵器工業(yè)、和核工業(yè)三個(gè)方面相結(jié)合的較好技術(shù)的民用化,民用主要是通過這種技術(shù)達(dá)到節(jié)能、環(huán)保等作用。
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,而不論其熔化溫度如何;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。磁控陰極按照磁場(chǎng)位形分布不同,大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。
磁控濺射原理:電子在電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng),該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)。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(yáng)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。磁控濺射的優(yōu)點(diǎn):基板有低溫性。相對(duì)于二級(jí)濺射和熱蒸發(fā)來(lái)說,磁控濺射加熱少。非金屬磁控濺射過程
磁控濺射的技術(shù)特點(diǎn)是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng),一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。天津金屬磁控濺射過程
磁控濺射鍍膜注意事項(xiàng):1、輻射:有些鍍膜要用到射頻電源,如功率大,需做好屏蔽處理.另外,歐洲標(biāo)準(zhǔn)在單室鍍膜機(jī)門框四周嵌裝金屬線屏蔽輻射;2、金屬污染:鍍膜材料有些(如鉻、銦、鋁)是對(duì)人體有害的,特別要注意真空室清理過程中出現(xiàn)的粉塵污染;3、噪音污染:如特別是一些大的鍍膜設(shè)備,機(jī)械真空泵噪音很大,可以把泵隔離在墻外;4、光污染:離子鍍膜過程中,氣體電離發(fā)出強(qiáng)光,不宜透過觀察窗久看.磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品特點(diǎn)。磁控濺射鍍膜的適用范圍:1、建材及民用工業(yè)中;2、在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用;3、高級(jí)產(chǎn)品零/部件表面的裝飾鍍中的應(yīng)用;4、在不銹鋼刀片涂層技術(shù)中的應(yīng)用;5、在玻璃深加工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。天津金屬磁控濺射過程
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所發(fā)展規(guī)模團(tuán)隊(duì)不斷壯大,現(xiàn)有一支專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì),各種專業(yè)設(shè)備齊全。在廣東省半導(dǎo)體所近多年發(fā)展歷史,公司旗下現(xiàn)有品牌芯辰實(shí)驗(yàn)室,微納加工等。公司不僅*提供專業(yè)的面向半導(dǎo)體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領(lǐng)域,致力于打造***的公益性、開放性、支撐性樞紐中心。平臺(tái)擁有半導(dǎo)體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實(shí)驗(yàn)室研發(fā)線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時(shí)形成了一支與硬件有機(jī)結(jié)合的專業(yè)人才隊(duì)伍。平臺(tái)當(dāng)前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務(wù),面向國(guó)內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開放共享,為技術(shù)咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證以及產(chǎn)品中試提供支持。,同時(shí)還建立了完善的售后服務(wù)體系,為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。廣東省半導(dǎo)體所始終以質(zhì)量為發(fā)展,把顧客的滿意作為公司發(fā)展的動(dòng)力,致力于為顧客帶來(lái)***的微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)。