真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,使在E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。设置一个与靶面电场正交的磁场,溅射时产生的快电子在正交的电磁场中作近似摆线运动,增加了电子行程,提高了气体的离化率,同时高能量粒子与气体碰撞后失去能量,基体温度较低,在不耐温材料上可以完成镀膜。这种技术是玻璃膜技术中的较较好技术,是由航天工业、兵器工业、和核工业三个方面相结合的至好技术的民用化,民用主要是通过这种技术达到节能、环保等作用。磁控溅射镀膜产品优点: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。上海磁控溅射平台
磁控溅射靶材镀膜过程中,影响靶材镀膜沉积速率的因素:溅射电流。磁控靶的溅射电流与溅射靶材表面的离子电流成正比,因此也是影响溅射速率的重要因素。磁控溅射有一个普遍规律,即在较佳气压下沉积速度较快。因此,在不影响薄膜质量和满足客户要求的前提下,从溅射良率考虑气体压力的较佳值是合适的。改变溅射电流有两种方法:改变工作电压或改变工作气体压力。溅射功率:溅射功率对沉积速率的影响类似于溅射电压。一般来说,提高磁控靶材的溅射功率可以提高成膜率。然而,这并不是一个普遍的规则。在磁控靶材的溅射电压低,溅射电流大的情况下,虽然平均溅射功率不低,但离子不能被溅射,也不能沉积。前提是要求施加在磁控靶材上的溅射电压足够高,使工作气体离子在阴极和阳极之间的电场中的能量足够大于靶材的"溅射能量阈值"。山东多层磁控溅射工艺磁控溅射成为镀膜工业主要技术之一。
脉冲磁控溅射是采用矩形波电压的脉冲电源代替传统直流电源进行磁控溅射沉积。脉冲磁控溅射可以有效地抑制电弧产生进而消除由此产生的薄膜缺陷,同时可以提高溅射沉积速率,降低沉积温度等一系列明显的优点,是溅射绝缘材料沉积的优先选择工艺过程。在一个周期内存在正电压和负电压两个阶段,在负电压段,电源工作于靶材的溅射,正电压段,引入电子中和靶面累积的正电荷,并使表面清洁,裸露出金属表面。加在靶材上的脉冲电压与一般磁控溅射相同!为400~500V,电源频率在10~350KHz,在保证稳定放电的前提下,应尽可能取较低的频率。由于等离子体中的电子相对离子具有更高的能动性,因此正电压值只需要是负电压的10%~20%,就可以有效中和靶表面累积的正电荷。占空比的选择在保证溅射时靶表面累积的电荷能在正电压阶段被完全中和的前提下,尽可能提高占空,以实现电源的更大效率。
用磁控靶源溅射金属和合金很容易,点火和溅射很方便。这是因为靶,等离子体和被溅零件/真空腔体可形成回路。但若溅射绝缘体,则回路断了。于是人们采用高频电源,回路中加入很强的电容,这样在绝缘回路中靶材成了一个电容。但高频磁控溅射电源昂贵,溅射速率很小,同时接地技术很复杂,因而难大规模采用。为解决此问题,发明了磁控反应溅射。就是用金属靶,加入氩气和反应气体如氮气或氧气。当金属靶材撞向零件时由于能量转化,与反应气体化合生成氮化物或氧化物。脉冲磁控溅射可以有效地抑制电弧产生进而消除由此产生的薄膜缺陷。
磁控溅射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。脉冲磁控溅射可以提高溅射沉积速率,降低沉积温度。山东金属磁控溅射用途
过滤阴极电弧配有高效的电磁过滤系统,是可以将弧源产生的等离子体中的宏观大颗粒过滤掉。上海磁控溅射平台
PVD技术特征如下: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。上海磁控溅射平台