磁控濺射是以磁場束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。磁場與電場的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是只在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場磁力線呈圓周形狀分布。磁力線分布方向不同會(huì)對成膜有很大關(guān)系。在EXBshift機(jī)理下工作的除磁控濺射外，還有多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場方向，電壓電流大小等因素。磁控濺射適用于制備大面積均勻薄膜，并能實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬平方米鍍膜的工業(yè)化生產(chǎn)。遼寧磁控濺射鍍膜

磁控濺射是在外加電場的兩極之間引入一個(gè)磁場。這個(gè)磁場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。各有不同工作原理和應(yīng)用對象。但有一共同點(diǎn)：利用磁場與電場交互作用，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。遼寧磁控濺射鍍膜射頻磁控濺射，又稱射頻磁控濺射，是一種制備薄膜的工藝，特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí)。

反應(yīng)磁控濺射特點(diǎn)：(1)采用雙靶中頻電源解決反應(yīng)磁控濺射過程中因陽極被絕緣介質(zhì)膜覆蓋而造成的等離子體不穩(wěn)定現(xiàn)象，同時(shí)還解決了電荷積累放電的問題。(2)利用等離子發(fā)射譜監(jiān)測等離子體中的金屬粒子含量，調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體流量使等離子體放電電壓穩(wěn)定，從而使沉積速率穩(wěn)定。(3)使用圓柱形旋轉(zhuǎn)靶減小絕緣介質(zhì)膜的覆蓋面積。(4)降低輸入功率，并使用能夠在放電時(shí)自動(dòng)切斷輸出功率的智能電源抑制電弧。(5)反應(yīng)過程與沉積過程分室進(jìn)行，既能有效提高薄膜沉積速率，又能使反應(yīng)氣體與薄膜表面充分反應(yīng)生成化合物薄膜。

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(gè)靶面上保持一致，而且磁場強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)合適。磁場不均勻就會(huì)產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強(qiáng)度如果不適當(dāng)，那么即使磁場強(qiáng)度一致也會(huì)導(dǎo)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(huì)使膜層受到污染。如果磁場強(qiáng)度過高，可能在開始的時(shí)候沉積速率會(huì)非常高，但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系，這個(gè)速率會(huì)迅速下降到一個(gè)非常低的水平。同樣，這個(gè)刻蝕區(qū)也會(huì)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(jìn)行工藝的動(dòng)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(qiáng)。磁控濺射沉積速度快、基材溫升低、對膜層的損傷小。

磁控濺射靶材的制備技術(shù)方法按生產(chǎn)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(yán)格控制材料的純度、致密度、晶粒度以及結(jié)晶取向之外，對熱處理工藝條件、后續(xù)成型加工過程亦需要加以嚴(yán)格的控制，以保證靶材的質(zhì)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(chǎn)的靶材產(chǎn)品雜質(zhì)含量低，致密度高。2、粉末冶金法。通常，熔融鑄造法無法實(shí)現(xiàn)難熔金屬濺射靶材的制備，對于熔點(diǎn)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(jī)非金屬靶材、復(fù)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(shù)難題的較佳途徑。同時(shí)，粉末冶金工藝還具有容易獲得均勻細(xì)晶結(jié)構(gòu)、節(jié)約原材料、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。物相沉積技術(shù)普遍應(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。雙靶磁控濺射過程

真空磁控濺射涂層技術(shù)不同于真空蒸發(fā)涂層技術(shù)。遼寧磁控濺射鍍膜

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。遼寧磁控濺射鍍膜

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