磁控濺射原理

濺射過程即為入射離子通過--系列碰撞進行能量和動量交換的過程。

電子在電場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。Ar離子在電場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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鍍膜設備原理及工藝

主要濺射方式：

反應濺射是在濺射的惰性氣體氣氛中，通入一定比例的反應氣體，通常用作反應氣體的主要是氧氣和氮氣。

直流濺射(DC Magnetron1 Sputtering)、射頻濺射(RF Magnetron1 Sputtering)、脈沖濺射(PulsedMagnetro n1 Sp uttering)和中頻濺射(Medium Fre2quency Magnetro2 n Sp uttering)

直流濺射方法用于被濺射材料為導電材料的濺射和反應濺射鍍膜中，其工藝設備簡單，有較高的濺射速率。

中頻交流磁控濺射在單個陰極靶系統(tǒng)中，與脈沖磁控濺射有同樣的釋放電荷、防止打弧作用。中頻交流濺射技術還應用于孿生靶(Twin2Mag)濺射系統(tǒng)中，中頻交流孿生靶濺射是將中頻交流電源的兩個輸出端，分別接到閉合磁場非平衡濺射雙靶的各自陰極上，因而在雙靶上分別獲得相位相反的交流電壓，一對磁控濺射靶則交替成為陰極和陽極。孿生靶濺射技術大大提高磁控濺射運行的穩(wěn)定性，可避免被毒化的靶面產(chǎn)生電荷積累，引起靶面電弧打火以及陽極消失的問題，濺射速率高，為化合物薄膜的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)奠定基礎。

連續(xù)式的磁控濺射生產(chǎn)線 總體上可以分為三個部分: 前處理， 濺射鍍膜， 后處理。

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磁控濺射鍍膜機

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真空鍍膜機利用這種濺射方法在基體上沉積薄膜是1877年問世的。但是，利用這種方法沉積薄膜的初期存在著濺射速率低，成膜速度慢，并且必須在裝置上設置高壓和通入惰性氣體等一系列問題。因此，發(fā)展緩慢險些被淘汰。只是在化學活性強的金屬、難容金屬、介質以及化合物等材料上得到了少量的應用。直到20世紀70年代，由于磁控濺射及時的出現(xiàn)，才使濺射鍍膜得到了迅速的發(fā)展，開始走入了復興的道路。這是因為磁控濺射法可以通過正交電磁場對電子的約束，增加了電子與氣體分子的碰撞概率，這樣不但降低了加在陰極上的電壓，而且提高了正離子對靶陰極的濺射速率，減少了電子轟擊基體的概率，從而降低了它的溫度，即具備了;高速、低溫的兩大特點。到了80年代，雖然他的出現(xiàn)僅僅十幾年間，它就從實驗室中脫穎而出，真正地進入了工業(yè)大生產(chǎn)的領域。而且，磁控濺射鍍膜機，隨著科學技術的進一步發(fā)展，近幾年來在濺射鍍膜領域中推出了離子束增強濺射，采用寬束強流離子源結合磁場調制，并與常規(guī)的二極濺射相結合組成了一種新的濺射模式。而且，又將中頻交流電源引入到磁控濺射的靶源中。這種被稱為孿生靶濺射的中頻交流磁控濺射技術，不但消除了陽極的;消失;效應。而且，也解決了陰極的問題，從而極大地提高了磁控濺射的穩(wěn)定性。為化合物薄膜制備的工業(yè)化大生產(chǎn)提供了堅實的基礎。近年來急速鍍膜的復興與發(fā)展已經(jīng)作為人們炙手可熱的一種新興的薄膜制備技術而活躍在真空鍍膜的技術領域中。

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