鍍膜設(shè)備原理及工藝

主要濺射方式：

反應(yīng)濺射是在濺射的惰性氣體氣氛中,通入一定比例的反應(yīng)氣體,通常用作反應(yīng)氣體的主要是氧氣和氮?dú)狻?

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(dǎo)電材料的濺射和反應(yīng)濺射鍍膜中,其工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,有較高的濺射速率。

中頻交流磁控濺射在單個(gè)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(shù)還應(yīng)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(gè)輸出端,分別接到閉合磁場(chǎng)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(duì)磁控濺射靶則交替成為陰極和陽(yáng)極。孿生靶濺射技術(shù)大大提高磁控濺射運(yùn)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(yáng)極消失的問(wèn)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(chǔ)。濺射原子大多數(shù)來(lái)自靶表面零點(diǎn)幾納米的淺表層，可以認(rèn)為靶材濺射時(shí)原子是從表面開(kāi)始剝離的。

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

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前處理（清洗工序）

要獲得結(jié)合牢固、致密、無(wú)針1孔缺陷的膜層, 必須使膜層沉積在清潔、具有一定溫度甚至是的基片上。為此前處理的過(guò)程包括機(jī)械清洗(打磨、毛刷水洗、去離子水沖洗、冷熱風(fēng)刀吹凈)、烘烤、輝光等離子體轟擊等。機(jī)械清洗的目的是去除基片表面的灰塵和可能殘留的油漬等異物, 并且不含活性離子, 必要時(shí)還可采用超聲清洗。烘烤的目的是徹底清除基片表面殘余的水份, 并使基片加熱到一定的溫度, 很多材質(zhì)在較高的基片溫度下可以增強(qiáng)結(jié)合力和膜層的致密性。基片的烘烤可以在真空室外進(jìn)行, 也可以在真空室內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行, 以獲得更好的效果。但在真空室內(nèi)作為提供熱源的電源應(yīng)有較低的電壓, 否則易于引起放電。輝光等離子體轟擊清洗可以進(jìn)一步除去基片表面殘留的不利于膜層沉積的成份, 同時(shí)可以提高基片表面原子的活性。運(yùn)用直流電反應(yīng)濺射堆積高密度、無(wú)缺點(diǎn)絕緣層塑料薄膜特別是在是瓷器塑料薄膜基本上難以達(dá)到,緣故取決于堆積速率低、靶材非常容易出現(xiàn)電弧放電并造成構(gòu)造、構(gòu)成及特性產(chǎn)生更改。

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磁控濺射鍍膜機(jī)工藝

（1）技術(shù)方案 磁控濺射鍍光學(xué)膜，有以下三種技術(shù)路線： （a）陶瓷靶濺射：靶材采用金屬化合物靶材，可以直接沉積各種氧化物或者氮化物，有時(shí)候?yàn)榱说玫礁叩哪蛹兌?，也需要通入一定量反?yīng)氣體）；運(yùn)用單脈沖磁控濺射技術(shù)性能夠擺脫這種缺陷,單脈沖頻率為中頻10～200kHz,能夠合理避免靶材電弧放電及平穩(wěn)反應(yīng)濺射堆積加工工藝,保持髙速堆積高品質(zhì)反映塑料薄膜。 （b）反應(yīng)濺射：靶材采用金屬或非金屬靶，通入稀有和反應(yīng)氣體的混合氣體，進(jìn)行濺射沉積各種化合物膜層。 （c）離子輔助沉積：先沉積一層很薄的金屬或非金屬層，然后再引入反應(yīng)氣體離子源，將膜層進(jìn)行氧化或者氮化等。 采用以上三種技術(shù)方案，在濺射沉積光學(xué)膜時(shí)，都會(huì)存在靶zhong毒現(xiàn)象，從而導(dǎo)致膜層沉積速度非常慢，對(duì)于上節(jié)介紹各種光學(xué)膜來(lái)說(shuō)，膜層厚度較厚，膜層總厚度可達(dá)數(shù)百納米。這種沉積速度顯然增加了鍍膜成本，從而限制了磁控濺射鍍膜在光學(xué)上的應(yīng)用。

（2）新型反應(yīng)濺射技術(shù) 筆者對(duì)現(xiàn)有反應(yīng)濺射技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出新的反應(yīng)濺射技術(shù)，解決了鍍膜沉積速度問(wèn)題，同時(shí)膜層的純度達(dá)到光學(xué)級(jí)別要求。表2.1是采用新型反應(yīng)濺射沉積技術(shù)，膜層沉積速度對(duì)比情況。

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