镀膜设备

时间:2024-06-08 20:48:47编辑:阿奇

磁控溅射镀膜机的工作原理是什么?

磁控溅射原理: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(或分子)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仑磁力的影响,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,最终沉积在基片上。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。电子的归宿不仅仅是基片,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( E X B drift)使单个电子轨迹呈三维螺旋状,而不是仅仅在靶面圆周运动。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形状。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。在E X B shift机理下工作的不光磁控溅射,多弧镀靶源,离子源,等离子源等都在次原理下工作。所不同的是电场方向,电压电流大小而已。
  磁控溅射的基本原理是利用 Ar一02混合气体中的等离子体在电场和交变磁场的作用下,被加速的高能粒子轰击靶材表面,能量交换后,靶材表面的原子脱离原晶格而逸出,转移到基体表面而成膜。
  磁控溅射的特点是成膜速率高,基片温度低,膜的粘附性好,可实现大面积镀膜。该技术可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。

具体问题可以私信我。


真空镀膜的溅射镀膜

用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面,沉积在基片上。溅射现象于1870年开始用于镀膜技术,1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。常用的二极溅射设备如图3[ 二极溅射示意图]。通常将欲沉积的材料制成板材──靶,固定在阴极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至高真空后充入 10~1帕的气体(通常为氩气),在阴极和阳极间加几千伏电压,两极间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极,与靶表面原子碰撞,受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十电子伏范围。溅射原子在基片表面沉积成膜。与蒸发镀膜不同,溅射镀膜不受膜材熔点的限制,可溅射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等难熔物质。溅射化合物膜可用反应溅射法,即将反应气体 (O、N、HS、CH等)加入Ar气中,反应气体及其离子与靶原子或溅射原子发生反应生成化合物(如氧化物、氮化物等)而沉积在基片上。沉积绝缘膜可采用高频溅射法。基片装在接地的电极上,绝缘靶装在对面的电极上。高频电源一端接地,一端通过匹配网络和隔直流电容接到装有绝缘靶的电极上。接通高频电源后,高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子在电压的正半周和负半周分别打到绝缘靶上。由于电子迁移率高于正离子,绝缘靶表面带负电,在达到动态平衡时,靶处于负的偏置电位,从而使正离子对靶的溅射持续进行。采用磁控溅射可使沉积速率比非磁控溅射提高近一个数量级。

直流磁控溅射镀膜有哪些特点有利于哪些薄膜材料的

1. 高沉积速率:直流磁控溅射镀膜可以实现较高的沉积速率,通常在几纳米/秒至几十纳米/秒的范围内。这使得它适用于需要快速生长薄膜的应用,如工业生产中的涂层或薄膜材料的制备。

2. 高附着力:直流磁控溅射可以提供高附着力的薄膜,因为它利用了离子轰击效应,使薄膜在基底上形成良好的结合。这种强附着力对于需要在薄膜和基底之间保持稳定界面的应用非常有利。
3. 多材料镀膜:直流磁控溅射可以用于沉积多种不同的薄膜材料,包括金属、合金、氧化物、氮化物等。通过调节工艺参数和目标材料的选择,可以实现对薄膜成分的精确控制,满足不同应用的需求。
4. 均匀性和控制性:直流磁控溅射可以实现较好的薄膜均匀性和厚度控制性。通过优化溅射工艺参数,可以获得均匀的薄膜厚度分布,并且可以在不同的基底上实现所需的薄膜厚度。
5. 精细结构控制:通过调节直流磁控溅射工艺参数,如溅射功率、气压、溅射距离等,可以对薄膜的微观结构进行精细控制。这包括晶粒尺寸、晶格取向、残余应力等,从而调节薄膜的性能和特性。


上一篇:克丽缇娜绣眉价格

下一篇:张峻