江蘇共濺射磁控濺射原理

來源: 發(fā)布時間:2022-01-14

磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產(chǎn)生的二次電子會受到電場和磁場作用,產(chǎn)生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運動軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑不只很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來轟擊靶材,從而實現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠(yuǎn)離靶表面,并在電場E的作用下較終沉積在基片上。由于該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。磁控濺射鍍膜的適用范圍:在玻璃深加工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。江蘇共濺射磁控濺射原理

江蘇共濺射磁控濺射原理,磁控濺射

磁控濺射應(yīng)用:(1)磁控濺射技術(shù)在光學(xué)薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面也得到應(yīng)用。在透明導(dǎo)電玻璃在玻璃基片或柔性襯底上,濺射制備SiO2薄膜和摻雜ZnO或InSn氧化物(ITO)薄膜,使可見光范圍內(nèi)平均光透過率在90%以上。(2)在現(xiàn)代機械加工工業(yè)中,利用磁控濺射技術(shù)制作表面功能膜、超硬膜,自潤滑薄膜,能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能,從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射除上述已被大量應(yīng)用的領(lǐng)域,還在高溫超導(dǎo)薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽能電池、記憶合金薄膜研究方面發(fā)揮重要作用。湖南智能磁控濺射哪家好真空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場形成電子陷阱。

江蘇共濺射磁控濺射原理,磁控濺射

隨著工業(yè)的需求和表面技術(shù)的發(fā)展,新型磁控濺射如高速濺射、自濺射等成為磁控濺射領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢。高速濺射能夠得到大約幾個μm/min的高速率沉積,可以縮短濺射鍍膜的時間,提高工業(yè)生產(chǎn)的效率;有可能替代對環(huán)境有污染的電鍍工藝。當(dāng)濺射率非常高,以至于在完全沒有惰性氣體的情況下也能維持放電,即是只用離化的被濺射材料的蒸汽來維持放電,這種磁控濺射被稱為自濺射。被濺射材料的離子化以及減少甚至取消惰性氣體,會明顯地影響薄膜形成的機制,加強沉積薄膜過程中合金化和化合物形成中的化學(xué)反應(yīng)。由此可能制備出新的薄膜材料,發(fā)展新的濺射技術(shù),例如在深孔底部自濺射沉積薄膜。

為了解決陰極濺射的缺陷,人們在20世紀(jì)70年代的時候開發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù),它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點,因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是:在磁控濺射中,由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力,它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運動,其運動路徑變長,因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù),使等離子體密度增大,從而磁控濺射速率得到很大的提高,而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作,降低薄膜污染的傾向;另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量,因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時,經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽極時,已變成低能電子,從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜,而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產(chǎn)生明顯的不均勻刻蝕,導(dǎo)致靶材利用率低,一般只為20%-30%。磁控濺射的優(yōu)點:膜的牢固性好。

江蘇共濺射磁控濺射原理,磁控濺射

磁控濺射鍍膜常見領(lǐng)域應(yīng)用:1.一些不適合化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的材料可以通過磁控濺射沉積,這種方法可以獲得均勻的大面積薄膜。2.機械工業(yè):如表面功能膜、超硬膜、自潤滑膜等.這些膜能有效提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性,從而大幅度提高產(chǎn)品的使用壽命.3.光領(lǐng)域:閉場非平衡磁控濺射技術(shù)也已應(yīng)用于光學(xué)薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃.特別是,透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽能電池、微波和射頻屏蔽器件和器件、傳感器等。磁控濺射鍍膜的適用范圍:在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用。天津高溫磁控濺射

磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來。江蘇共濺射磁控濺射原理

磁控濺射技術(shù)發(fā)展過程中各項技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對等離子體進(jìn)行的控制等方面。通過對電磁場、溫度場和空間不同種類粒子分布參數(shù)的控制,使膜層質(zhì)量和屬性滿足各行業(yè)的要求。膜厚均勻性與磁控濺射靶的工作狀態(tài)息息相關(guān),如靶的刻蝕狀態(tài),靶的電磁場設(shè)汁等,因此,為保證膜厚均勻性,國外的薄膜制備公司或鍍膜設(shè)備制造公司都有各自的關(guān)于鍍膜設(shè)備(包括中心部件“靶”)的整套設(shè)計方案。同時,還有很多專門從事靶的分析、設(shè)計和制造的公司,并開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計軟件,根據(jù)客戶的要求對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。國內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計方面與國際先進(jìn)水平之間還存在較大差距。江蘇共濺射磁控濺射原理