磁控濺射就是在外加電場的兩極之間引入一個磁場。這個磁場使得電子受到洛倫茲力的束縛作用,其運動路線受到控制,因此大幅度增加了電子與Ar分子(原子)碰撞的幾率,提高了氣體分子的電離程度,從而使濺射效率得到很大的提升。濺射現象自發現以來己被普遍應用在多種薄膜的制備中,如制備金屬、半導體、合金、氧化物以及化合物半導體等。磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點:利用磁場與電場交互作用,使電子在靶表面附近成螺旋狀運行,從而增大電子撞擊氬氣產生離子的概率。所產生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。磁控濺射在技術上可以分為直流(DC)磁控濺射、中頻(MF)磁控濺射、射頻(RF)磁控濺射。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內外磁體的大小和強度的永磁體獲得,也有由兩組電磁線圈產生。廣州脈沖磁控濺射用處
磁控濺射生成的薄膜厚度的均勻性是成膜性質的一項重要指標,因此有必要研究影響磁控濺射均勻性的因素,以更好的實現磁控濺射均勻鍍膜。簡單的說磁控濺射就是在正交的電磁場中,閉合的磁場束縛電子圍繞靶面做螺線運動,在運動過程中不斷撞擊工作氣體氬氣電離出大量的氬離子,氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,濺射出呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。所以要實現均勻的鍍膜,就需要均勻的濺射出靶原子(或分子),這就要求轟擊靶材的氬離子是均勻的且是均勻的轟擊的。由于氬離子在電場作用下加速轟擊靶材,所以均勻轟擊很大程度上依賴電場的均勻。廣州脈沖磁控濺射用處磁控濺射鍍膜的適用范圍:在玻璃深加工產業中的應用。
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。
非平衡磁控濺射系統有兩種結構,一種是其芯部磁場強度比外環高,磁力線沒有閉合,被引向真空室壁,基體表面的等離子體密度低,因此該方式很少被采用。另一種是外環磁場強度高于芯部磁場強度,磁力線沒有完全形成閉合回路,部分外環的磁力線延伸到基體表面,使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區域,同時再與中性粒子發生碰撞電離,等離子體不再被完全限制在靶材表面區域,而是能夠到達基體表面,進一步增加鍍膜區域的離子濃度,使襯底離子束流密度提高,通??蛇_5mA/cm2以上。這樣濺射源同時又是轟擊基體表面的離子源,基體離子束流密度與靶材電流密度成正比,靶材電流密度提高,沉積速率提高,同時基體離子束流密度提高,對沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源鍍膜均勻,非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結合力強。
真空鍍膜機磁控濺射方式: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濺射系統中,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。孿生靶濺射技術大幅度提高磁控濺射運行的穩定性,可避免被毒化的靶面產生電荷積累,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化大規模生產奠定基礎。磁控濺射主要用于在經予處理的塑料、陶瓷等制品表面蒸鍍金屬薄膜、七彩膜仿金膜等。廣州脈沖磁控濺射用處
脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替傳統直流電源進行磁控濺射沉積。廣州脈沖磁控濺射用處
磁控濺射的工藝研究:1、系統參數:工藝會受到很多參數的影響。其中,一些是可以在工藝運行期間改變和控制的;而另外一些則雖然是固定的,但是一般在工藝運行前可以在一定范圍內進行控制。兩個重要的固定參數是:靶結構和磁場。2、靶結構:每個單獨的靶都具有其自身的內部結構和顆粒方向。由于內部結構的不同,兩個看起來完全相同的靶材可能會出現迥然不同的濺射速率。在鍍膜操作中,如果采用了新的或不同的靶,應當特別注意這一點。如果所有的靶材塊在加工期間具有相似的結構,調節電源,根據需要提高或降低功率可以對它進行補償。在一套靶中,由于顆粒結構不同,也會產生不同的濺射速率。這也需要在鍍膜期間加以注意。不過,這種情況只有通過更換靶材才能得到解決,這時候為了得到優良的膜層,必須重新調整功率或傳動速度。因為速度對于產品是至關重要的,所以標準而且適當的調整方法是提高功率。廣州脈沖磁控濺射用處
廣東省科學院半導體研究所在同行業領域中,一直處在一個不斷銳意進取,不斷制造創新的市場高度,多年以來致力于發展富有創新價值理念的產品標準,在廣東省等地區的電子元器件中始終保持良好的商業口碑,成績讓我們喜悅,但不會讓我們止步,殘酷的市場磨煉了我們堅強不屈的意志,和諧溫馨的工作環境,富有營養的公司土壤滋養著我們不斷開拓創新,勇于進取的無限潛力,廣東省科學院半導體研究所供應攜手大家一起走向共同輝煌的未來,回首過去,我們不會因為取得了一點點成績而沾沾自喜,相反的是面對競爭越來越激烈的市場氛圍,我們更要明確自己的不足,做好迎接新挑戰的準備,要不畏困難,激流勇進,以一個更嶄新的精神面貌迎接大家,共同走向輝煌回來!