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(单元素靶或多元素靶)和反应气体(氧、氮、碳氢化合物等)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。磁控溅射属于辉光放电范畴,利用阴极溅射原理进行镀膜。江苏反应磁控溅射分类
磁控溅射包括很多种类,各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点:利用磁场与电场交互作用,使电子在靶表面附近成螺旋状运行,从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。磁控反应溅射绝缘体看似容易,而实际操作困难。主要问题是反应不光发生在零件表面,也发生在阳极,真空腔体表面以及靶源表面,从而引起灭火,靶源和工件表面起弧等。国外发明的孪生靶源技术,很好的解决了这个问题。其原理是一对靶源互相为阴阳极,从而消除阳极表面氧化或氮化。江苏反应磁控溅射分类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。
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。
磁控直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极,从而该方法只能溅射导体材料,不适于绝缘材料。因为轰击绝缘靶材时,表面的离子电荷无法中和,这将导致靶面电位升高,外加电压几乎都加在靶上,两极间的离子加速与电离的机会将变小,甚至不能电离,导致不能连续放电甚至放电停止,溅射停止。故对于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材,须用射频溅射法(RF)。溅射过程中涉及到复杂的散射过程和多种能量传递过程:入射粒子与靶材原子发生弹性碰撞,入射粒子的一部分动能会传给靶材原子;某些靶材原子的动能超过由其周围存在的其它原子所形成的势垒(对于金属是5-10eV),从而从晶格点阵中被碰撞出来,产生离位原子;这些离位原子进一步和附近的原子依次反复碰撞,产生碰撞级联;当这种碰撞级联到达靶材表面时,如果靠近靶材表面的原子的动能大于表面结合能(对于金属是1-6eV),这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。磁控溅射的优点:基板低温性。
磁控溅射应用:(1)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。在透明导电玻璃在玻璃基片或柔性衬底上,溅射制备SiO2薄膜和掺杂ZnO或InSn氧化物(ITO)薄膜,使可见光范围内平均光透过率在90%以上。(2)在现代机械加工工业中,利用磁控溅射技术制作表面功能膜、超硬膜,自润滑薄膜,能有效的提高表面硬度、复合韧性、耐磨损性和抗高温化学稳定性能,从而大幅度地提高涂层产品的使用寿命。磁控溅射除上述已被大量应用的领域,还在高温超导薄膜、铁电体薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜发光材料、太阳能电池、记忆合金薄膜研究方面发挥重要作用。磁控溅射方法可用于制备多种材料,如金属、半导体、绝缘子等。金属磁控溅射要多少钱
磁控溅射靶材的分类:根据材料的成分不同,靶材可分为金属靶材、合金靶材、无机非金属靶材等。江苏反应磁控溅射分类
真空磁控溅射镀膜工艺具备以下特点:1、基片温度低。可利用阳极导走放电时产生的电子,而不必借助基材支架接地来完成,可以有效减少电子轰击基材,因而基材的温度较低,非常适合一些不太耐高温的塑料基材镀膜。2、磁控溅射靶表面不均匀刻蚀。磁控溅射靶表面刻蚀不均是由靶磁场不均所导致,靶的局部位置刻蚀速率较大,使靶材有效利用率较低(只20%-30%的利用率)。因此,想要提高靶材利用率,需要通过一定手段将磁场分布改变,或者利用磁铁在阴极中移动,也可提高靶材利用率。江苏反应磁控溅射分类