云南磁控溅射步骤
磁控溅射的种类:用磁控靶源溅射金属和合金很容易,点火和溅射很方便。这是因为靶,等离子体和被溅零件/真空腔体可形成回路。但若溅射绝缘体,则回路断了。于是人们采用高频电源,回路中加入很强的电容,这样在绝缘回路中靶材成了一个电容。但高频磁控溅射电源昂贵,溅射速率很小,同时接地技术很复杂,因而难大规模采用。为解决此问题,发明了磁控反应溅射。就是用金属靶,加入氩气和反应气体如氮气或氧气。当金属靶材撞向零件时由于能量转化,与反应气体化合生成氮化物或氧化物。磁控反应溅射绝缘体看似容易,而实际操作困难。主要问题是反应不光发生在零件表面,也发生在阳极,真空腔体表面以及靶源表面,从而引起灭火,靶源和工件表面起弧等。德国莱宝发明的孪生靶源技术,很好的解决了这个问题。其原理是一对靶源互相为阴阳极,从而消除阳极表面氧化或氮化。冷却是一切源所必需,因为能量很大一部分转为热量,若无冷却或冷却不足,这种热量将使靶源温度达一千度以上从而溶化整个靶源。磁控溅射技术得以普遍的应用,是由该技术有别于其它镀膜方法的特点所决定的。云南磁控溅射步骤
反应磁控溅射适于制备大面积均匀薄膜,并能实现单机年产上百万平方米镀膜的工业化生产。但是,直流反应溅射的反应气体会在靶表面非侵蚀区形成绝缘介质层,造成电荷积累放电,导致沉积速率降低和不稳定,进而影响薄膜的均匀性及重复性,甚至损坏靶和基片。为了解决这一问题,近年来发展了一系列稳定等离子体以控制沉积速率,提高薄膜均匀性和重复性的技术。(1)采用双靶中频电源解决反应磁控溅射过程中因阳极被绝缘介质膜覆盖而造成的等离子体不稳定现象,同时还解决了电荷积累放电的问题。(2)利用等离子发射谱监测等离子体中的金属粒子含量,调节反应气体流量使等离子体放电电压稳定,从而使沉积速率稳定。(3)使用圆柱形旋转靶减小绝缘介质膜的覆盖面积。(4)降低输入功率,并使用能够在放电时自动切断输出功率的智能电源抑制电弧。(5)反应过程与沉积过程分室进行,既能有效提高薄膜沉积速率,又能使反应气体与薄膜表面充分反应生成化合物薄膜。四川单靶磁控溅射磁控溅射的特点是成膜速率高,基片温度低,膜的粘附性好,可实现大面积镀膜。
真空磁控溅射技术是指一种利用阴极表面配合的磁场形成电子陷阱,使在E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。设置一个与靶面电场正交的磁场,溅射时产生的快电子在正交的电磁场中作近似摆线运动,增加了电子行程,提高了气体的离化率,同时高能量粒子与气体碰撞后失去能量,基体温度较低,在不耐温材料上可以完成镀膜。这种技术是玻璃膜技术中的较优先技术,是由航天工业、兵器工业、和核工业三个方面相结合的优先技术的民用化,民用主要是通过这种技术达到节能、环保等作用。
磁控溅射技术是一门起源较早,但至今仍能够发挥很大作用的技术。它的优越性不只体现在镀膜方面,更渗透到各个行业领域。时至如今,我国的溅射技术水平较之以前有了很大的突破。随着时代进步和现代工业化生产需求,社会对磁控溅射工艺的要求也越来越高,这就需要广大科研人员不断深入探究,对这项技术进行进一步研究和改良,增强其精度和功能,满足日益增长的现代工业需求,更好的为社会发展和科学进步贡献力量。广东省科学院半导体研究所。在热阴极的前面增加一个电极,构成四极溅射装置,可使放电趋于稳定。
直流磁控溅射所用的电源是直流高压电源,通常在300~1000V,特点是溅射速率快,造价低,后期维修保养廉价。可是只能溅射金属靶材,假如靶材是绝缘体,随着溅射的深化,靶材会聚集很多的电荷,导致溅射无法持续。因而关于金属靶材通常用直流磁控溅射,因为造价廉价,结构简略,目前在工业上使用普遍。脉冲磁控溅射是采用脉冲电源或者直流电源与脉冲生成装置配合,输出脉冲电流驱动磁控溅射沉积。一般使用矩形波电压,既容易获得又有利于研究溅射放电等离子体的变化过程。工作模式与中频溅射。磁控溅射是在阴极靶的表面上方形成一个正交电磁。云南磁控溅射步骤
磁控溅射方法可用于制备多种材料,如金属、半导体、绝缘子等。云南磁控溅射步骤
磁控溅射靶材的分类:根据材料的成分不同,靶材可分为金属靶材、合金靶材、无机非金属靶材等。其中无机非金属靶材又可分为氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同种类靶材。根据几何形状的不同,靶材可分为长方体形靶材、圆柱体靶材和不规则形状靶材;此外,靶材还可以分为实心和空心两种类型靶材。目前靶材较常用的分类方法是根据靶材应用领域进行划分,主要包括半导体领域应用靶材、记录介质应用靶材、显示薄膜应用靶材、光学靶材、超导靶材等。其中半导体领域用靶材、记录介质用靶材和显示靶材是市场需求规模较大的三类靶材。云南磁控溅射步骤
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