磁控溅射的优点:(1)成膜致密、均匀。溅射的薄膜聚集密度普遍提高了。从显微照片看,溅射的薄膜表面微观形貌比较精致细密,而且非常均匀。(2)溅射的薄膜均具有优异的性能。如溅射的金属膜通常能获得良好的光学性能、电学性能及某些特殊性能。(3)易于组织大批量生产。磁控源可以根据要求进行扩大,因此大面积镀膜是容易实现的。再加上溅射可连续工作,镀膜过程容易自动控制,因此工业上流水线作业完全成为可能。(4)工艺环保。传统的湿法电镀会产生废液、废渣、废气,对环境造成严重的污染。不产生环境污染、生产效率高的磁控溅射镀膜法则可较好解决这一难题。用磁控靶源溅射金属和合金很容易,点火和溅射很方便。湖北磁控溅射镀膜
为了解决阴极溅射的缺陷,人们在20世纪70年代的时候开发出了直流磁控溅射技术,它有效地克服了阴极溅射速率低和电子使基片温度升高的弱点,因而获得了迅速发展和普遍应用。其原理是:在磁控溅射中,由于运动电子在磁场中受到洛仑兹力,它们的运动轨迹会发生弯曲甚至产生螺旋运动,其运动路径变长,因而增加了与工作气体分子碰撞的次数,使等离子体密度增大,从而磁控溅射速率得到很大的提高,而且可以在较低的溅射电压和气压下工作,降低薄膜污染的倾向;另一方面也提高了入射到衬底表面的原子的能量,因而可以在很大程度上改善薄膜的质量。同时,经过多次碰撞而丧失能量的电子到达阳极时,已变成低能电子,从而不会使基片过热。因此磁控溅射法具有“高速”、“低温”的优点。该方法的缺点是不能制备绝缘体膜,而且磁控电极中采用的不均匀磁场会使靶材产生明显的不均匀刻蚀,导致靶材利用率低,一般只为20%-30%。湖北磁控溅射镀膜溅射工艺可重复性好,可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜。
磁控溅射的工艺研究:1、传动速度:玻璃基片在阴极下的移动是通过传动来进行的。低传动速度使玻璃在阴极范围内经过的时间更长,这样就可以沉积出更厚的膜层。不过,为了保证膜层的均匀性,传动速度必须保持恒定。镀膜区内一般的传动速度范围为每分钟0~600英寸之间。根据镀膜材料、功率、阴极的数量以及膜层的种类的不同,通常的运行范围是每分钟90~400英寸之间。2、距离与速度及附着力:为了得到较大的沉积速率并提高膜层的附着力,在保证不会破坏辉光放电自身的前提下,基片应当尽可能放置在离阴极较近的地方。溅射粒子和气体分子的平均自由程也会在其中发挥作用。当增加基片与阴极之间的距离,碰撞的几率也会增加,这样溅射粒子到达基片时所具有的能力就会减少。所以,为了得到较大的沉积速率和较好的附着力,基片必须尽可能地放置在靠近阴极的位置上。
磁控溅射靶材镀膜过程中,影响靶材镀膜沉积速率的因素:溅射电压:溅射电压对成膜速率的影响有这样一个规律:电压越高,溅射速率越快,而且这种影响在溅射沉积所需的能量范围内是缓和的、渐进的。在影响溅射系数的因素中,在溅射靶材和溅射气体之后,放电电压确实很重要。一般来说,在正常的磁控溅射过程中,放电电压越高,溅射系数越大,这意味着入射离子具有更高的能量。因此,固体靶材的原子更容易被溅射出并沉积在基板上形成薄膜。溅射所获得的薄膜纯度高、致密度好、成膜均匀性好。
影响磁控溅射镀膜结果的因素:1、溅射功率的影响,在基体和涂层材料确定的情况下,工艺参数的选择对于涂层生长速率和涂层质量都有很大的影响.其中溅射功率的设定对这两方面都有极大的影响.2、气压的影响,磁控溅射是在低气压下进行高速溅射,为此需要提高气体的离化率,使气体形成等离子体.在保证溅射功率固定的情况下,分析气压对于磁控溅射的影响。磁控溅射镀膜的产品优点:1、几乎所有材料都可以通过磁控溅射沉积,而不论其熔化温度如何;2、可以根据基材和涂层的要求缩放光源并将其放置在腔室中的任何位置;3、可以沉积合金和化合物的薄膜,同时保持与原始材料相似的组成。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E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。浙江单靶磁控溅射价格
磁控溅射目前是一种应用十分普遍的薄膜沉积技术。湖北磁控溅射镀膜
真空镀膜机磁控溅射方式:直流溅射方法用于被溅射材料为导电材料的溅射和反应溅射镀膜中,其工艺设备简单,有较高的溅射速率。中频交流磁控溅射在单个阴极靶系统中,与脉冲磁控溅射有同样的释放电荷、防止打弧作用。中频交流溅射技术还应用于孪生靶溅射系统中,中频交流孪生靶溅射是将中频交流电源的两个输出端,分别接到闭合磁场非平衡溅射双靶的各自阴极上,因而在双靶上分别获得相位相反的交流电压,一对磁控溅射靶则交替成为阴极和阳极。孪生靶溅射技术大幅度提高磁控溅射运行的稳定性,可避免被毒化的靶面产生电荷积累,引起靶面电弧打火以及阳极消失的问题,溅射速率高,为化合物薄膜的工业化大规模生产奠定基础。湖北磁控溅射镀膜
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