河北真空磁控濺射方案

為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀(jì)70年代的時候開發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力，它們的運動軌跡會發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運動，其運動路徑變長，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時，已變成低能電子，從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產(chǎn)生明顯的不均勻刻蝕，導(dǎo)致靶材利用率低，一般只為20%-30%。反應(yīng)磁控濺射沉積過程中基板升溫較小，而且制膜過程中通常也不要求對基板進行高溫加熱。河北真空磁控濺射方案

磁控濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面，使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術(shù)。通常，利用低壓惰性氣體輝光放電來產(chǎn)生入射離子。陰極靶由鍍膜材料制成，基片作為陽極，真空室中通入0.1-10Pa的氬氣或其它惰性氣體，在陰極（靶）1-3KV直流負(fù)高壓或13.56MHz的射頻電壓作用下產(chǎn)生輝光放電。電離出的氬離子轟擊靶表面，使得靶原子濺出并沉積在基片上，形成薄膜。濺射方法很多，主要有二級濺射、三級或四級濺射、磁控濺射、對靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應(yīng)濺射等。吉林平衡磁控濺射技術(shù)真空磁控濺射鍍膜這種工藝可以沉積任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。

磁控濺射技術(shù)發(fā)展過程中各項技術(shù)的突破一般集中在等離子體的產(chǎn)生以及對等離子體進行的控制等方面。通過對電磁場、溫度場和空間不同種類粒子分布參數(shù)的控制，使膜層質(zhì)量和屬性滿足各行業(yè)的要求。膜厚均勻性與磁控濺射靶的工作狀態(tài)息息相關(guān)，如靶的刻蝕狀態(tài)，靶的電磁場設(shè)汁等，因此，為保證膜厚均勻性，國外的薄膜制備公司或鍍膜設(shè)備制造公司都有各自的關(guān)于鍍膜設(shè)備(包括中心部件“靶”)的整套設(shè)計方案。同時，還有很多專門從事靶的分析、設(shè)計和制造的公司，并開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計軟件，根據(jù)客戶的要求對設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計。國內(nèi)在鍍膜設(shè)備的分析及設(shè)計方面與國際先進水平之間還存在較大差距。

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場和交變磁場的作用下，被加速的高能粒子轟擊靶材表面，能量交換后，靶材表面的原子脫離原晶格而逸出，轉(zhuǎn)移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點是成膜速率高，基片溫度低，膜的粘附性好，可實現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設(shè)備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓，陽離子在電場的作用下轟擊靶材，它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材，因為如果是絕緣體靶材，則由于陽粒子在靶表面積累，造成所謂的“靶中毒”，濺射率越來越低。磁控濺射鍍膜的適用范圍：在鋁合金制品裝飾中的應(yīng)用。

真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點：1、沉積速率大。由于采用高速磁控電極，可獲得的離子流很大，有效提高了此工藝鍍膜過程的沉積速率和濺射速率。與其它濺射鍍膜工藝相比，磁控濺射的產(chǎn)能高、產(chǎn)量大、于各類工業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。2、功率效率高。磁控濺射靶一般選擇200V-1000V范圍之內(nèi)的電壓，通常為600V，因為600V的電壓剛好處在功率效率的較高有效范圍之內(nèi)。3、濺射能量低。磁控靶電壓施加較低，磁場將等離子體約束在陰極附近，可防止較高能量的帶電粒子入射到基材上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑，改變電子的運動方向。江蘇真空磁控濺射鍍膜

磁控濺射靶材的分類：根據(jù)材料的成分不同，靶材可分為金屬靶材、合金靶材、無機非金屬靶材等。河北真空磁控濺射方案

磁控濺射技術(shù)是一門起源較早，但至今仍能夠發(fā)揮很大作用的技術(shù)。它的優(yōu)越性不只體現(xiàn)在鍍膜方面，更滲透到各個行業(yè)領(lǐng)域。時至如今，我國的濺射技術(shù)水平較之以前有了很大的突破。隨著時代進步和現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)需求，社會對磁控濺射工藝的要求也越來越高，這就需要廣大科研人員不斷深入探究，對這項技術(shù)進行進一步研究和改良，增強其精度和功能，滿足日益增長的現(xiàn)代工業(yè)需求，更好的為社會發(fā)展和科學(xué)進步貢獻力量。廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所。河北真空磁控濺射方案