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《真空鍍膜設備磁控濺射基本原理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、超高真空系統(tǒng)服務商為客戶創(chuàng)造價值真空鍍膜設備磁控濺射基本原理 1、磁控濺射 磁控濺射是一個磁控運行模式的二極濺射。它與二~四極濺射的主要不同點：一是，在濺射的陰極靶后面設置了永久磁鋼或電磁鐵。在靶面上產(chǎn)生水平分量的磁場或垂直分量的磁場，由氣體放電產(chǎn)生的電子被束縛在靶面附近的等離子區(qū)內(nèi)的特定軌道內(nèi)運轉(zhuǎn);受電場力和磁場力的復合作用，沿一定的跑道作旋輪轉(zhuǎn)圈?！ “忻娲艌鰧呻娏Ｗ泳哂屑s束作用，磁場愈強束縛的愈緊。由于電磁場對電子的束縛和加速，電子在到達基片和陽極前，其運動的路徑也大為延長，使局部Ar氣的碰撞電離幾率大大增加，氬離子Ar+在電場作用下加速，轟擊作為陰極的靶材。把靶材表面的分子、
2、原子及離子及電子等濺射出來，提高了靶材的飛濺脫離率?！ ”粸R射出來的粒子帶有一定的動能，沿著一定的方向射向基體，最后沉積在基體上成膜。經(jīng)過多次碰撞后電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,最終落在基片、真空室內(nèi)壁及靶電源陽極上。 工作氣體電離幾率的增加和靶材離化率的提高，使真空氣體放電時內(nèi)阻減小，故磁控靶發(fā)生濺射沉積時的工作電壓較低(多數(shù)在4-600V之間)，有的工作電壓略高(例如>700V)，有的工作電壓較低(例如300V左右)。 磁控濺射發(fā)生時，其濺射工作電壓主要降落在磁控靶的陰極位降區(qū)上?！ ∮捎诖趴貫R射沉積的膜層均勻、致密、針孔少，純度高，附著力強，可以在低溫、低損傷的條件下實現(xiàn)
3、高速沉積各種材料薄膜，已經(jīng)成為當今真空鍍膜中的一種成熟技術與工業(yè)化的生產(chǎn)方式。 磁控濺射技術在科學研究與各行業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)中得到了迅速發(fā)展和廣泛應用。 總之，磁控濺射技術就是利用電磁場來控制真空腔體內(nèi)氣體“異常輝光放電”中離子、電子的運動軌跡及分布狀況的濺射鍍膜的工藝過程?！ ?、產(chǎn)生磁控濺射的三個條件 磁控氣體放電進而引起濺射，必須滿足三個必要而充分的條件： (1)第一，具有合適的放電氣體壓強P：直流或脈沖中頻磁控放電，大約在0.1Pa~10Pa左右)，典型值為5×10-1Pa;射頻磁控放電大約在10-1~10-2Pa?！ ?2)第二，磁控靶面具有一定的水平(或等效水平)磁場強度B
4、(大約10mT~100mT)，典型值為30~50mT，最低也要達到10~20mT(100~200高斯)。 (3)第三，真空腔體內(nèi)，具有與磁場正交(或等效正交)的電場V，典型值500~700V?！ ∥覀兺ǚQ以上三條為P-B-V條件?！ ?、磁控濺射離子鍍東莞愛家真空科技有限公司網(wǎng)址http://www.ajiavac.com/公司地址：廣東省東莞市長安鎮(zhèn)錦廈環(huán)村東路45號全國服務熱線：400-6887599手機：13827202848電話：+86-769-81559131傳真：+86-769-81555716郵箱：ajia551@ajiavac.com超高真空系統(tǒng)服務商為客戶創(chuàng)造價值 (
5、1)在基體和工件上是否施加(直流或脈沖)負偏壓，利用負偏壓對離子的吸引和加速作用，是離子鍍與其它鍍膜類型的一個主要區(qū)別?！ ≌舭l(fā)鍍時基體和工件上加有負偏壓就是蒸發(fā)離子鍍;多弧鍍時基體和工件上加有負偏壓就是多弧離子鍍;磁控濺射時基體和工件上加有負偏壓就是磁控濺射離子鍍，這是磁控濺射離子鍍技術的一個重要特點?！ ?2)磁控濺射離子鍍是把磁控濺射和離子鍍結(jié)合起來的技術。在同一個真空腔體內(nèi)既可實現(xiàn)氬離子對磁控靶材的穩(wěn)定濺射，又實現(xiàn)了高能靶材離子在基片負偏壓作用下到達基片進行轟擊、濺射、注入及沉積作用過程。 整個鍍膜過程都存在離子對基片和工件表面的轟擊，可有效清除基片和工件表面的氣體和污物;使成膜
6、過程中，膜層表面始終保持清潔狀態(tài)。 (3)磁控濺射離子鍍可以在膜-基界面上形成明顯的混合過渡層(偽擴散層)，提高膜層附著強度;可以使膜層與工件形成金屬間化合物和固熔體，實現(xiàn)材料表面合金化，甚至出現(xiàn)新的晶相結(jié)構?！ ?4)磁控濺射離子鍍形成膜層的膜基結(jié)合力好、膜層的繞鍍性好、膜層組織可控參數(shù)多、膜層粒子總體能量高，容易進行反應沉積，可以在較低溫度下獲得化合物膜層。 (5)磁控濺射離子鍍可以消除膜層拄狀晶結(jié)構，生成均勻的顆粒狀晶結(jié)構?！ ?、磁控濺射偏置電壓 (1)偏置電壓的類別：根據(jù)磁控濺射基片即工件偏置電壓的不同作用，可分為直流負偏壓、脈沖負偏壓、交流偏壓、零偏壓與懸浮偏壓五個類別。
7、 (2)偏置電壓的不同作用 在基片上加負偏壓后，基-陽極間可產(chǎn)生更大的電場力，可使等離子體中的正離子獲得更大的能量和加速度轟擊基片和工件;可對從靶材表面被濺射出來的原子或分子團等帶電粒子進行某種程度的導向和沉積，繞鍍性好;在基片和工件上施加不同的負偏壓可以消除基片和工件膜層表面在不同的真空度條件下形成的錐狀晶和拄狀晶;在工件上施加交流偏壓，可以中和絕緣膜層上積累的正電荷，減少和消除工件表面打弧;在工件上施加脈沖偏壓，
