功率器件真空镀膜平台

时间:2023年03月07日 来源:

真空镀膜:近些年来出现的新方法:除蒸发法和溅射法外,人们又综合了这两种方法的优缺点,取长补短,发展出一些新的方法,如:等离子体束溅射等。这种崭新的技术结合了蒸发镀的高效和溅射镀的高性能特点,特别在多元合金以及磁性薄膜的制备方面,具有其它手段无可比拟的优点。高效率等离子体溅射(HighTargetUtilizationPlasmaSputtering(HiTUS))实际上是由利用射频功率产生的等离子体聚束线圈、偏压电源组成的一个溅射镀膜系统。这种离子体源装置在真空室的侧面。该等离子体束在电磁场的作用下被引导到靶上,在靶的表面形成高密度等离子体。同时靶连接有DC/RF偏压电源,从而实现高效可控的等离子体溅射。等离子体发生装置与真空室的分离设计是实现溅射工艺参数宽范围可控的关键,而这种广阔的可控性使得特定的应用能确定工艺参数较优化。与通常的磁控溅射相比,由于磁控靶磁场的存在而在靶材表面形成刻蚀环不同,HiTUS系统由于取消了靶材背面的磁铁,从而能对靶的材料实现各个方面积均匀。真空镀膜有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。功率器件真空镀膜平台

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真空镀膜的物理过程:PVD(物理的气相沉积技术)的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)金属颗粒的气化:即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源(2)镀料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞,产生多种反应。(3)镀料粒子在基片表面的沉积。电子束蒸发法是真空蒸发镀膜中常用的一种方法,是在高真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料,使蒸发材料气化并向衬底输运,在基底上凝结形成薄膜的方法。在电子束加热装置中,被加热的材料放置于水冷的坩埚当中,可避免蒸发材料与坩埚壁发生反应影响薄膜的质量,因此,电子束蒸发沉积法可以制备高纯薄膜。MEMS真空镀膜加工厂商离子镀是真空镀膜技术的一种。

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真空镀膜的方法:化学气相沉积:化学气相沉积是一种化学生长方法,简称CVD(ChemicalVaporDeposition)技术。这种方法是把含有构成薄膜元素的一种或几种化合物的单质气体供给基片,利用加热、等离子体、紫外光乃至激光等能源,借助气相作用或在基片表面的化学反应(热分解或化学合成)生成要求的薄膜。真空镀钛的CVD法中Z常用的就是等离子体化学气相沉积(PCVD)。利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜。

真空镀膜:技术优点:镀层质量好:离子镀的镀层组织致密、无小孔、无气泡、厚度均匀。甚至棱面和凹槽都可均匀镀复,不致形成金属瘤。象螺纹一类的零件也能镀复,有高硬度、高耐磨性(低摩擦系数)、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点,膜层的寿命更长;同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。清洗过程简化:现有镀膜工艺,多数均要求事先对工件进行严格清洗,既复杂又费事。然而,离子镀工艺自身就有一种离子轰击清洗作用,并且这一作用还一直延续于整个镀膜过程。清洗效果极好,能使镀层直接贴近基体,有效地增强了附着力,简化了大量的镀前清洗工作。广义的真空镀膜还包括在金属或非金属材料表面真空蒸镀聚合物等非金属功能性薄膜。

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真空镀膜的物理过程:PVD(物理的气相沉积技术)的基本原理可分为三个工艺步骤:(1)金属颗粒的气化:即镀料的蒸发、升华或被溅射从而形成气化源(2)镀料粒子((原子、分子或离子)的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞,产生多种反应。(3)镀料粒子在基片表面的沉积。热蒸发主要是三个过程:1.蒸发材料从固态转化为气态的过程。2.气化原子或分子在蒸发源与基底之间的运输 3.蒸发原子或分子在衬底表面上淀积过程,即是蒸汽凝聚、成核、核生长、形成连续薄膜的过程。真空镀膜中离子镀的镀层有高硬度、高耐磨性。MEMS真空镀膜加工厂商

通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面,称为蒸发镀膜。功率器件真空镀膜平台

针对PVD制备薄膜应力的解决办法主要有:1.提高衬底温度,有利于薄膜和衬底间原子扩散,并加速反应过程,有利于形成扩散附着,降低内应力;2.热退火处理,薄膜中存在的各种缺陷是产生本征应力的主要原因,这些缺陷一般都是非平衡缺陷,有自行消失的倾向,但需要外界给予活化能。对薄膜进行热处理,非平衡缺陷大量消失,薄膜内应力降低;3.添加亚层控制多层薄膜应力,利用应变相消原理,在薄膜层之间再沉积一层薄膜,控制工艺使其呈现与结构薄膜相反的应力状态,缓解应力带来的破坏作用,整体上抵消内部应力 功率器件真空镀膜平台

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