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江蘇智能磁控濺射特點

來源: 發(fā)布時間:2023-04-26

磁控濺射技術有:直流濺射法。直流濺射法要求靶材能夠將從離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體材料。因為轟擊絕緣靶材時,表面的離子電荷無法中和,這將導致靶面電位升高,外加電壓幾乎都加在靶上,兩極間的離子加速與電離的機會將變小,甚至不能電離,導致不能連續(xù)放電甚至放電停止,濺射停止。故對于絕緣靶材或導電性很差的非金屬靶材,須用射頻濺射法。濺射過程中涉及到復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能會傳給靶材原子;某些靶材原子的動能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢壘,從而從晶格點陣中被碰撞出來,產生離位原子;這些離位原子進一步和附近的原子依次反復碰撞,產生碰撞級聯;當這種碰撞級聯到達靶材表面時,如果靠近靶材表面的原子的動能大于表面結合能,這些原子就會從靶材表面脫離從而進入真空。靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源鍍膜均勻,非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結合力強。江蘇智能磁控濺射特點

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磁控濺射靶材的原理如下:在被濺射的靶極與陽極之間加一個正交磁場和電場,在高真空室中充入所需要的惰性氣體,永久磁鐵在靶材料表面形成250~350高斯的磁場,同高壓電場組成正交電磁場。在電場的作用下,Ar氣電離成正離子和電子,靶上加有一定的負高壓,從靶極發(fā)出的電子受磁場的作用與工作氣體的電離幾率增大,在陰極附近形成高密度的等離子體,Ar離子在洛侖茲力的作用下加速飛向靶面,以很高的速度轟擊靶面,使靶上被濺射出來的原子遵循動量轉換原理以較高的動能脫離靶面飛向基片淀積成膜。磁控濺射一般分為二種:直流濺射和射頻濺射,其中直流濺射設備原理簡單,在濺射金屬時,其速率也快。而射頻濺射的使用范圍更為普遍,除可濺射導電材料外,也可濺射非導電的材料,同時還可進行反應濺射制備氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射頻的頻率提高后就成為微波等離子體濺射,如今,常用的有電子回旋共振型微波等離子體濺射。河北單靶磁控濺射用途磁控濺射涂層有很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機械強度得到了改善,更好的附著力。

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磁控濺射是一種基于等離子體的沉積過程,其中高能離子向目標加速。離子撞擊目標,原子從表面噴射。這些原子向基板移動并結合到正在生長的薄膜中。磁控濺射是一種涉及氣態(tài)等離子體的沉積技術,該等離子體產生并限制在包含要沉積的材料的空間內。靶材表面被等離子體中的高能離子侵蝕,釋放出的原子穿過真空環(huán)境并沉積到基板上形成薄膜。在典型的濺射沉積工藝中,腔室首先被抽真空至高真空,以較小化所有背景氣體和潛在污染物的分壓。達到基本壓力后,包含等離子體的濺射氣體流入腔室,并使用壓力控制系統(tǒng)調節(jié)總壓力-通常在毫托范圍內。

磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣,在陰極和陽極之間施加幾百K直流電壓,在鍍膜室內產生磁控型異常輝光放電,使氬氣發(fā)生電離。磁控濺射法優(yōu)勢特點:較常用的制備磁性薄膜的方法是磁控濺射法。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面,將靶材表面原子濺射出來沉積在基底表面上形成薄膜。通過更換不同材質的靶和控制不同的濺射時間,便可以獲得不同材質和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結合力強、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點。相應的真空鍍膜設備包括真空蒸發(fā)鍍膜機、真空濺射鍍膜機和真空離子鍍膜機。

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PVD技術特征:過濾陰極弧。過濾陰極電弧配有高效的電磁過濾系統(tǒng),可將弧源產生的等離子體中的宏觀大顆粒過濾掉,因此制備的薄膜非常致密和平整光滑,具有抗腐蝕性能好,與機體的結合力很強。離子束:離子束加工是在真空條件下,先由電子槍產生電子束,再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中,使低壓惰性氣體離子化。由負極引出陽離子又經加速、集束等步驟,獲得具有一定速度的離子投射到材料表面,產生濺射效應和注入效應。由于離子帶正電荷,其質量比電子大數千、數萬倍,所以離子束比電子束具有更大的撞擊動能,是靠微觀的機械撞擊能量來加工的。磁控濺射成為鍍膜工業(yè)主要技術之一。安徽反應磁控濺射工藝

在直流二極濺射裝置中增加一個熱陰極和陽極,就構成直流三極濺射。江蘇智能磁控濺射特點

磁控濺射技術原理如下:電子在電場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洛倫茲力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內,該區(qū)域內等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長。在運動過程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材,經過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,遠離靶材,較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片,真空室內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。江蘇智能磁控濺射特點

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