辽宁高温磁控溅射技术

时间:2023年02月24日 来源:

磁控溅射是物理的气相沉积的一种,也是物理的气相沉积中技术较为成熟的。磁控溅射的工作原理是电子在电场的作用下,在飞向基材过程中与氩原子发生碰撞,电离出氩正离子和新的电子;新电子飞向基材,氩正离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射;在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基材上形成薄膜。磁控溅射技术制备的薄膜具有硬度高、强度大、耐磨性好、摩擦系数低、稳定性好等优点。磁控溅射镀膜工艺过程简单,对环境无污染,耗材少,成膜均匀致密,与基材的结合力强。这种技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域,是太阳选择性吸收涂层更理想的制备方法。磁控溅射在靶材表面建立与电场正交磁场。辽宁高温磁控溅射技术

辽宁高温磁控溅射技术,磁控溅射

磁控溅射靶材的原理如下:在被溅射的靶极与阳极之间加一个正交磁场和电场,在高真空室中充入所需要的惰性气体,永久磁铁在靶材料表面形成250~350高斯的磁场,同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下,Ar气电离成正离子和电子,靶上加有一定的负高压,从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大,在阴极附近形成高密度的等离子体,Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面,以很高的速度轰击靶面,使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。磁控溅射一般分为二种:直流溅射和射频溅射,其中直流溅射设备原理简单,在溅射金属时,其速率也快。而射频溅射的使用范围更为普遍,除可溅射导电材料外,也可溅射非导电的材料,同时还可进行反应溅射制备氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射频的频率提高后就成为微波等离子体溅射,如今,常用的有电子回旋共振型微波等离子体溅射。山西磁控溅射技术相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。

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脉冲磁控溅射的分类如下:1、单向脉冲:单向脉冲正电压段的电压为零!溅射发生在负电压段。由于零电压段靶表面电荷中和效果不明显。2、双向脉冲:双向脉冲在一个周期内存在正电压和负电压两个阶段,在负电压段,电源工作于靶材的溅射,正电压段,引入电子中和靶面累积的正电荷,并使表面清洁,裸露出金属表面。双向脉冲更多地用于双靶闭合式非平衡磁控溅射系统,系统中的两个磁控靶连接在同一脉冲电源上,两个靶交替充当阴极和阳极。阴极靶在溅射的同时,阳极靶完成表面清洁,如此周期性地变换磁控靶极性,就产生了“自清洁”效应。

交流磁控溅射和直流溅射的区别如下:交流磁控溅射和直流溅射相比交流磁控溅射采用交流电源代替直流电源,解决了靶面的异常放电现象。交流溅射时,靶对真空室壁不是恒定的负电压,而是周期一定的交流脉冲电压。设脉冲电压的周期为T,在负脉冲T—△T时间间隔内,靶面处于放电状态,这一阶段和直流磁控溅射相似;靶面上的绝缘层不断积累正电荷,绝缘层上的场强逐步增大;当场强增大至一定限度后靶电位骤降为零甚至反向,即靶电位处于正脉冲△T阶段。在△T时间内,放电等离子体中的负电荷─电子向靶面迁移并中和了绝缘层表面所带的正电荷,使绝缘层内场强恢复为零,从而消除了靶面异常放电的可能性。对于大部分材料,只要能制成靶材,就可以实现溅射。

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磁控溅射技术原理如下:电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子,电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛伦兹力的影响,被束缚在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动路径很长。在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,远离靶材,较终沉积在基片上。磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径,改变电子的运动方向,提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。电子的归宿不只只是基片,真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿。但一般基片与真空室及阳极在同一电势。磁控溅射主要用于在经予处理的塑料、陶瓷等制品表面蒸镀金属薄膜、七彩膜仿金膜等。山西磁控溅射技术

磁控溅射是物相沉积的一种。辽宁高温磁控溅射技术

磁控溅射是一种基于等离子体的沉积过程,其中高能离子向目标加速。离子撞击目标,原子从表面喷射。这些原子向基板移动并结合到正在生长的薄膜中。磁控溅射是一种涉及气态等离子体的沉积技术,该等离子体产生并限制在包含要沉积的材料的空间内。靶材表面被等离子体中的高能离子侵蚀,释放出的原子穿过真空环境并沉积到基板上形成薄膜。在典型的溅射沉积工艺中,腔室首先被抽真空至高真空,以较小化所有背景气体和潜在污染物的分压。达到基本压力后,包含等离子体的溅射气体流入腔室,并使用压力控制系统调节总压力-通常在毫托范围内。辽宁高温磁控溅射技术

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