相较于蒸发镀膜,真空磁控溅射镀膜的膜更均匀,那么真空蒸发镀膜所镀出来的膜厚度在中心位置一般会薄一点。因此,由于我们无法控制真空蒸发镀膜的膜层的厚度,而真空磁控溅射镀膜的过程中可通过控制时间长短来控制镀层厚度,所以蒸镀真空镀膜不适应企业大规模的生产。反之,溅射镀膜在这方面就比较有优势了。那么相对于蒸发镀膜来说,真空磁控溅射镀膜除了膜厚均匀与可控灵活的优势之外,还有这些特点:磁控溅射镀的膜层的纯度高,因此致密性好;膜层物料灵活,薄膜可以由大多数材料构成,包括常见的合金、化合物之类的;溅射镀膜的沉积速率较低,整体设备相对复杂一些;真空溅射薄膜与作用基底之间的粘合、附着力很好。磁控溅射在技术上可以分为直流(DC)磁控溅射、中频(MF)磁控溅射、射频(RF)磁控溅射。河南射频磁控溅射平台
真空磁控溅射镀膜技术所镀玻璃多用于建筑玻璃和汽车玻璃这两大用处。一般来说这些介质膜多是氧化锌、二氧化锡、二氧化钛、二氧化硅之类的可镀于玻璃上。真空磁控溅射镀膜技术在车窗玻璃上的用处。用真空磁控溅射镀膜设备可在车窗玻璃镀涂二氧化钛,这个镀层可以赋予车窗自清洁效果,有一定的防雾、防露水的效用。磁控溅射工艺的主要优点是可以使用反应性或非反应性镀膜工艺来沉积这些材料的膜层,并且可以很好地控制膜层成分、膜厚、膜厚均匀性和膜层机械性能等。河南直流磁控溅射特点磁控溅射技术在光学薄膜(如增透膜)、低辐射玻璃和透明导电玻璃等方面也得到应用。
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。磁场与电场的交互作用使单个电子轨迹呈三维螺旋状,而不是只在靶面圆周运动。至于靶面圆周型的溅射轮廓,那是靶源磁场磁力线呈圆周形状分布。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。在EXBshift机理下工作的除磁控溅射外,还有多弧镀靶源,离子源,等离子源等都在此原理下工作。所不同的是电场方向,电压电流大小等因素。
反应磁控溅射:以金属、合金、低价金属化合物或半导体材料作为靶阴极,在溅射过程中或在基片表面沉积成膜过程中与气体粒子反应生成化合物薄膜,这就是反应磁控溅射。反应磁控溅射普遍应用于化合物薄膜的大批量生产,这是因为(1)反应磁控溅射所用的靶材料和反应气体纯度很高,因而有利于制备高纯度的化合物薄膜。(2)通过调节反应磁控溅射中的工艺参数,可以制备化学配比或非化学配比的化合物薄膜,通过调节薄膜的组成来调控薄膜特性。(3)反应磁控溅射沉积过程中基板升温较小,而且制膜过程中通常也不要求对基板进行高温加热,因此对基板材料的限制较少。(4)反应磁控溅射适于制备大面积均匀薄膜,并能实现单机年产上百万平方米镀膜的工业化生产。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。
磁控溅射的工艺研究:1、气体环境:真空系统和工艺气体系统共同控制着气体环境。首先,真空泵将室体抽到一个高真空。然后,由工艺气体系统充入工艺气体,将气体压强降低到大约2X10-3torr。为了确保得到适当质量的同一膜层,工艺气体必须使用纯度为99.995%的高纯气体。在反应溅射中,在反应气体中混合少量的惰性气体可以提高溅射速率。2、气体压强:将气体压强降低到某一点可以提高离子的平均自由程、进而使更多的离子具有足够的能量去撞击阴极以便将粒子轰击出来,也就是提高溅射速率。超过该点之后,由于参与碰撞的分子过少则会导致离化量减少,使得溅射速率发生下降。如果气压过低,等离子体就会熄灭同时溅射停止。提高气体压强可提高离化率,但是也就降低了溅射原子的平均自由程,这也可以降低溅射速率。能够得到较大沉积速率的气体压强范围非常狭窄。如果进行的是反应溅射,由于它会不断消耗,所以为了维持均匀的沉积速率,必须按照适当的速度补充新的反应镀渡。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。多层磁控溅射方案
磁控溅射是在阴极靶的表面上方形成一个正交电磁。河南射频磁控溅射平台
PVD技术特征:在真空室内充入放电所需要的惰性气体,在高压电场作用下气体分子因电离而产生大量正离子。带电离子被强电场加速,便形成高能量的离子流轰击蒸发源材料。在离子轰击下,蒸发源材料的原子将离开固体表面,以高速度溅射到基片上并沉积成薄膜。RF溅射:RF溅射使用的频率约为13.56MHz,它不需要热阴极,能在较低的气压和较低的电压下进行溅射。RF溅射不只可以沉积金属膜,而且可以沉积多种材料的绝缘介质膜,因而使用范围较广。电弧离子镀:阴极弧技术是在真空条件下,通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态,从而完成薄膜材料的沉积,该技术材料的离化率更高,薄膜性能更加优异。河南射频磁控溅射平台
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