射频磁控溅射是一种制备薄膜的工艺,特别是在使用非导电材料时,薄膜是在放置在真空室中的基板上生长的。强大的磁铁用于电离目标材料,并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用钻头的人射频磁控溅射过程的第一步是将基片材料置于真空中真空室。然后空气被移除,目标材料,即构成薄膜的材料,以气体的形式释放到腔室中。这种材料的粒子通过使用强大的磁铁被电离。现在以等离子体的形式,带负电荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范围从几个原子或分子到几百个。磁铁有助于加速薄膜的生长,因为对原子进行磁化有助于增加目标材料电离的百分比。电离原子更容易与薄膜工艺中涉及的其他粒子相互作用,因此更有可能在基底上沉积。这提高了薄膜工艺的效率,使它们能够在较低的压力下更快地生长。磁控溅射又称为高速低温溅射。上海单靶磁控溅射流程
磁控溅射镀膜常见领域应用:1、一些不适合化学气相沉积的材料可以通过磁控溅射沉积,这种方法可以获得均匀的大面积薄膜。2、机械工业。如表面功能膜、超硬膜、自润滑膜等。这些膜能有效提高表面硬度、复合韧性、耐磨性和高温化学稳定性,从而大幅度提高产品的使用寿命。3、光领域。闭场非平衡磁控溅射技术也已应用于光学薄膜、低辐射玻璃和透明导电玻璃,特别是,透明导电玻璃普遍应用于平板显示器件、太阳能电池、微波和射频屏蔽器件和器件、传感器等。专业磁控溅射特点在微电子领域作为一种非热式镀膜技术,主要应用在化学气相沉积或金属有机。
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。
磁控溅射靶材的应用领域如下:众所周知,靶材材料的技术发展趋势与下游应用产业的薄膜技术发展趋势息息相关,随着应用产业在薄膜产品或元件上的技术改进,靶材技术也应随之变化。如Ic制造商.近段时间致力于低电阻率铜布线的开发,预计未来几年将大幅度取代原来的铝膜,这样铜靶及其所需阻挡层靶材的开发将刻不容缓。另外,近年来平面显示器大幅度取代原以阴极射线管为主的电脑显示器及电视机市场。亦将大幅增加ITO靶材的技术与市场需求。此外在存储技术方面。高密度、大容量硬盘,高密度的可擦写光盘的需求持续增加.这些均导致应用产业对靶材的需求发生变化。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。
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。磁控溅射具有设备简单、易于控制、涂覆面积大、附着力强等优点。浙江反应磁控溅射特点
磁控溅射解决了二极溅射沉积速率低,等离子体离化率低等问题。上海单靶磁控溅射流程
磁控溅射技术原理如下:电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子,电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛伦兹力的影响,被束缚在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动路径很长。在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,远离靶材,较终沉积在基片上。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。上海单靶磁控溅射流程
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