谈到磁控溅射,首先就要说溅射技术。溅射技术是指使得具有一定能量的粒子轰击材料表面,使得固体材料表面的原子或分子分离,飞溅落于另一物体表面形成镀膜的技术。被粒子轰击的材料称为靶材,而被镀膜的固体材料称为基片。首先由极板发射出粒子,这些粒子一般是电子,接着使它们在外电场加速下与惰性气体分子一般是氩气分子(即Ar原子)碰撞,使得其电离成Ar离子和二次电子。Ar离子会受到电场的作用,以高速轰击靶材,使靶材表面原子或分子飞溅出去,落于基片表面沉积下来形成薄膜。磁控溅射是在阴极靶的表面上方形成一个正交电磁。共溅射磁控溅射处理
高速率磁控溅射的一个固有的性质是产生大量的溅射粒子而获得高的薄膜沉积速率。高的沉积速率意味着高的粒子流飞向基片,导致沉积过程中大量粒子的能量被转移到生长薄膜上,引起沉积温度明显增加。由于溅射离子的能量大约70%需要从阴极冷却水中带走,薄膜的较大溅射速率将受到溅射靶冷却的限制。冷却不但靠足够的冷却水循环,还要求良好的靶材导热率及较薄膜的靶厚度。同时高速率磁控溅射中典型的靶材利用率只有20%~30%,因而提高靶材利用率也是有待于解决的一个问题。北京双靶磁控溅射分类磁控溅射镀膜的适用范围:在不锈钢刀片涂层技术中的应用。
磁控溅射的基本原理就是以磁场改变电子运动方向,束缚和延长运动路径,提高电子的电离概率和有效地利用了电子的能量。因此在形成高密度等离子体的异常辉光放电中,正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效,同时受正交电磁场的束缚的电子只能在其能量将要耗尽时才能沉积在基片上,这就是磁控溅射具有低温高速两大特点的机理。磁控溅射的特点是成膜速率高,基片温度低,膜的粘附性好,可实现大面积镀膜。该技术可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。
直流溅射的结构原理:真空室中装有辉光放电的阴极,靶材就装在此极表面上,接受离子轰击;安装镀膜基片或工件的样品台以及真空室接地,作为阳极。操作时将真空室抽至高真空后,通入氩气,并使其真空度维持在1.0Pa左右,再加上2-3kV的直流电压于两电极之上,即可产生辉光放电。此时,在靶材附近形成高密度的等离子体区,即负辉区该区中的离子在直流电压的加速下轰击靶材即发生溅射效应。由靶材表面溅射出来的原子沉积在基片或工件上,形成镀层。在直流二极溅射装置中增加一个热阴极和阳极,就构成直流三极溅射。
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不只很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量消耗殆尽,逐渐远离靶表面,并在电场E的作用下较终沉积在基片上。由于该电子的能量很低,传递给基片的能量很小,致使基片温升较低。靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源镀膜均匀,非平衡式靶源镀膜膜层和基体结合力强。河北双靶磁控溅射价格
磁控溅射包括很多种类,各有不同工作原理和应用对象。共溅射磁控溅射处理
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。共溅射磁控溅射处理
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