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深圳單靶磁控濺射平臺

來源: 發布時間:2022-03-10

高速率磁控濺射本質特點是產生大量的濺射粒子,導致較高的沉積速率。實驗表明在較大的靶源密度在高速濺射,靶的濺射和局部蒸發同時發生,兩種過程的結合保證了較大的沉積速率(幾μm/min)并導致薄膜的結構發生變化。與通常的磁控濺射比較,高速濺射和自濺射的特點在于較高的靶功率密度Wt=Pd/S>50Wcm-2,(Pd為磁控靶功率,S為靶表面積)。高速濺射有一定的限制,因此在特殊的環境才能保持高速濺射,如足夠高的靶源密度,靶材足夠的產額和濺射氣體壓力,并且要獲得較大氣體的離化率。較大限制高速沉積薄膜的是濺射靶的冷卻。磁控濺射就是在外加電場的兩極之間引入一個磁場。深圳單靶磁控濺射平臺

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磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料,且具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優點。上世紀70年代發展起來的磁控濺射法更是實現了高速、低溫、低損傷。因為是在低氣壓下進行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經歷復雜的散射過程,和靶原子碰撞,把部分動量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級聯過程。在這種級聯過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量,離開靶被濺射出來。天津高質量磁控濺射平臺磁控濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面,使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術。

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平衡磁控濺射即傳統的磁控濺射,是在陰極靶材背后放置芯部與外環磁場強度相等或相近的永磁體或電磁線圈,在靶材表面形成與電場方向垂直的磁場。沉積室充入一定量的工作氣體,通常為Ar,在高壓作用下Ar原了電離成為Ar+離子和電子,產生輝光放電,Ar+離子經電場加速轟擊靶材,濺射出靶材原子、離子和二次電子等。電子在相互垂直的電磁場的作用下,以擺線方式運動,被束縛在靶材表面,延長了其在等離子體中的運動軌跡,增加其參與氣體分子碰撞和電離的過程,電離出更多的離子,提高了氣體的離化率,在較低的氣體壓力下也可維持放電,因而磁控濺射既降低濺射過程中的氣體壓力,也同時提高了濺射的效率和沉積速率。

磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,產生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運動軌跡近似于一條擺線。若為環形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑不只很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,并且在該區域中電離出大量的Ar來轟擊靶材,從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,并在電場E的作用下較終沉積在基片上。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。磁控濺射設備的主要用途:裝飾領域的應用,如各種全反射膜及半透明膜等,如手機外殼,鼠標等。

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磁控濺射鍍膜的產品特點:1、磁控濺射所利用的環狀磁場迫使二次電子跳欄式地沿著環狀磁場轉圈.相應地,環狀磁場控制的區域是等離子體密度較高的部位.在磁控濺射時,可以看見濺射氣體——氬氣在這部位發出強烈的淡藍色輝光,形成一個光環.處于光環下的靶材是被離子轟擊較嚴重的部位,會濺射出一條環狀的溝槽.環狀磁場是電子運動的軌道,環狀的輝光和溝槽將其形象地表現了出來.磁控濺射靶的濺射溝槽一旦穿透靶材,就會導致整塊靶材報廢,所以靶材的利用率不高,一般低于40%;2、等離子體不穩定。在各種濺射鍍膜技術中,磁控濺射技術是較重要的技術之一。廣東共濺射磁控濺射過程

磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向。深圳單靶磁控濺射平臺

磁控濺射的基本原理是利用Ar一O2混合氣體中的等離子體在電場和交變磁場的作用下,被加速的高能粒子轟擊靶材表面,能量交換后,靶材表面的原子脫離原晶格而逸出,轉移到基體表面而成膜。磁控濺射的特點是成膜速率高,基片溫度低,膜的粘附性好,可實現大面積鍍膜。該技術可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。磁控濺射設備一般根據所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓,陽離子在電場的作用下轟擊靶材,它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材,因為如果是絕緣體靶材,則由于陽粒子在靶表面積累,造成所謂的“靶中毒”,濺射率越來越低。深圳單靶磁控濺射平臺

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