真空磁控濺射鍍膜

所謂濺射就是用荷能粒子（通常用惰性氣體的正離子）去轟擊固體（以下稱靶材）表面，從而引起靶材表面上的原子（或分子）從其中逸出的一種現(xiàn)象。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。這一現(xiàn)象是格洛夫（Grove）于1842年在實(shí)驗(yàn)研究陰極腐蝕問題時(shí)，陰極材料被遷移到真空管壁上而發(fā)現(xiàn)的。

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磁控濺射種類

用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘校帢O），等離子體，和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體如陶瓷則回路斷了。而且因?yàn)榍謇砉π?，使金屬材料粗糙度減少，除去不銹鋼鈍化的殘?jiān)蛷U棄物，改進(jìn)了金屬材料的工藝性能。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容。這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入Ar和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕?。?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易，而實(shí)際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)生在陽極，真空腔體表面，以及靶源表面。從而引起滅火，靶源和工件表面起弧等。其原理是一對(duì)靶源互相為陰陽極，從而消除陽極表面氧化或氮化。冷卻是一切源（磁控，多弧，離子）所必需，因?yàn)槟芰亢艽笠徊糠洲D(zhuǎn)為熱量，若無冷卻或冷卻不足，這種熱量將使靶源溫度達(dá)一千度以上從而溶化整個(gè)靶源。

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磁控濺射鍍膜機(jī)的工作原理

控濺射原理電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過程中與原子發(fā)生碰撞，電離出大量的離子和電子，電子飛向基片。離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場(chǎng)洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)過程中不斷的與原子發(fā)生碰撞電離出大量的離子轟擊靶材，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，遠(yuǎn)離靶材，終沉積在基片上。磁控濺射鍍膜機(jī)技術(shù)原理真空磁控濺射鍍膜技術(shù)是通過真空磁控濺射鍍膜機(jī)實(shí)現(xiàn)的，鍍膜機(jī)內(nèi)由不同級(jí)別的真空泵抽氣，在系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)造出一個(gè)鍍膜所需的真空環(huán)境，真空度要達(dá)到鍍膜所需的本底真空，一般在（1~5）×10-8Pa。 磁控濺射就是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不僅僅是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢(shì)。磁場(chǎng)與電場(chǎng)的交互作用使單個(gè)電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是僅僅在靶面圓周運(yùn)動(dòng)。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場(chǎng)磁力線呈圓周形狀。磁力線分布方向不同會(huì)對(duì)成膜有很大關(guān)系。 在機(jī)理下工作的不光磁控濺射，多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場(chǎng)方向，電壓電流大小而已。

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磁控濺射原理

濺射過程即為入射離子通過--系列碰撞進(jìn)行能量和動(dòng)量交換的過程。

電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過程中與Ar原子發(fā)生碰撞，電離出大量的Ar離子和電子，電子飛向基片，在此過程中不斷和Ar原子碰撞，產(chǎn)生更多的Ar離子和電子。在運(yùn)用該機(jī)理開發(fā)磁控膜的過程中，要注意以下幾個(gè)問題：①保證整體工藝中各個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性。Ar離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。

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