磁控濺射靶材的制備方法:磁控濺射靶材的制備技術方法按生產工藝可分為熔融鑄造法和粉末冶金法兩大類,在靶材的制備過程中,除嚴格控制材料的純度、致密度、晶粒度以及結晶取向之外,對熱處理工藝條件、后續成型加工過程亦需要加以嚴格的控制,以保證靶材的質量。1、熔融鑄造法:與粉末冶金法相比,熔融鑄造法生產的靶材產品雜質含量低,致密度高。2、粉末冶金法:通常,熔融鑄造法無法實現難熔金屬濺射靶材的制備,對于熔點和密度相差較大的兩種或兩種以上的金屬,采用普通的熔融鑄造法,一般也難以獲得成分均勻的合金靶材;對于無機非金屬靶材、復合靶材,熔融鑄造法更是無能為力,而粉末冶金法是解決制備上述靶材技術難題的較佳途徑。同時,粉末冶金工藝還具有容易獲得均勻細晶結構、節約原材料、生產效率高等優點。安裝鍍膜基片或工件的樣品臺以及真空室接地,作為陽極。山東脈沖磁控濺射價格
磁控濺射設備的主要用途:(1)各種功能性薄膜:如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如,低溫沉積氮化硅減反射膜,以提高太陽能電池的光電轉換效率。(2)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。(3)在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術,主要應用在化學氣相沉積或金屬有機。(4)化學氣相沉積困難及不適用的材料薄膜沉積,而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。(5)在光學領域:中頻閉合場非平衡磁控濺射技術也已在光學薄膜、低輻射玻璃和透明導電玻璃等方面得到應用。特別是透明導電玻璃普遍應用于平板顯示器件、太陽能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。(6)在機械加工行業中,表面功能膜、超硬膜,自潤滑薄膜的表面沉積技術自問世以來得到長足發展,能有效的提高表面硬度、復合韌性、耐磨損性和抗高溫化學穩定性能,從而大幅度地提高涂層產品的使用壽命。磁控濺射除上述已被大量應用的領域,還在高溫超導薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發光材料、太陽能電池、記憶合金薄膜研究方面發揮重要作用。安徽金屬磁控濺射價格有些鍍膜要用到射頻電源,如功率大,需做好屏蔽處理。
特殊濺射沉積技術:以上面幾種做基礎,為達到某些特殊目的而產生的濺射技術。1、反應濺射:可分為兩類,第一種情況是靶為純金屬、合金或混合物,通入的氣體是反應氣體,或Ar加上一部分反應氣體;第二種情況是靶為化合物,在純氬氣氣氛中濺射產生分解,使膜內缺少一種或多種靶成分,在濺射時需要補充反應氣體以補償損失的成分。常用的反應氣體有氧、氮、氧+氮、乙炔、甲烷等。1)反應過程,反應發生在表面--靶或基體上,活性氣體也可以形成活性基團,濺射原子與活性基團碰撞也會形成化合物沉積在基體上。當通入的反應氣體壓強很低,或靶的濺射產額很高時化合物的合成發生在基體上,而且化合物的成分取決于濺射粒子和反應氣體到達基體的相對速度,這種條件下,靶面的化學反應消失或者是化合物分解的速度遠大于合成的速度;當氣體壓強繼續升高,或濺射產額降低時化合反應達到某個域值,此后在靶上的化學合成速度大于逸出速度,認為化合物在靶面進行。
磁控濺射靶材鍍膜過程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電壓:濺射電壓對成膜速率的影響有這樣一個規律:電壓越高,濺射速率越快,而且這種影響在濺射沉積所需的能量范圍內是緩和的、漸進的。在影響濺射系數的因素中,在濺射靶材和濺射氣體之后,放電電壓確實很重要。一般來說,在正常的磁控濺射過程中,放電電壓越高,濺射系數越大,這意味著入射離子具有更高的能量。因此,固體靶材的原子更容易被濺射出并沉積在基板上形成薄膜。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。
磁控濺射的種類:用磁控靶源濺射金屬和合金很容易,點火和濺射很方便。這是因為靶,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,則回路斷了。于是人們采用高頻電源,回路中加入很強的電容,這樣在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴,濺射速率很小,同時接地技術很復雜,因而難大規模采用。為解決此問題,發明了磁控反應濺射。就是用金屬靶,加入氬氣和反應氣體如氮氣或氧氣。當金屬靶材撞向零件時由于能量轉化,與反應氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應濺射絕緣體看似容易,而實際操作困難。主要問題是反應不光發生在零件表面,也發生在陽極,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。德國萊寶發明的孿生靶源技術,很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極,從而消除陽極表面氧化或氮化。冷卻是一切源所必需,因為能量很大一部分轉為熱量,若無冷卻或冷卻不足,這種熱量將使靶源溫度達一千度以上從而溶化整個靶源。向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統,系統中的兩個磁控靶連接在同一脈沖電源上。江西專業磁控濺射過程
磁控濺射是物相沉積的一種。山東脈沖磁控濺射價格
特殊濺射沉積技術:反應濺射參數與生成物性能的關系:在純Ar狀態下濺射沉積的時純鋁膜,當氮氣被引入真空室后,靶面發生變化,隨氮氣的量不斷上升,填充因子下降,膜內AlN含量上升,膜的介質性提高,方塊電阻增加,當氮氣達到某一值時,沉積膜就是純的AlN。同時電流不變的條件下,電壓下降,沉積速率降低。根據膜的導電性的高低可定性的將反應濺射過程分為兩種模式--金屬模式和化合物模式,介乎兩者之間是過渡區。一般認為膜的方塊電阻在1000之下是金屬模式,大于幾M為化合物模式。由于反應氣體量的增加,靶面上會形成一層化合物,薄膜成分變化的同時沉積速率下降當氣體量按原來增加量減少時,放電曲線及沉積速率都出現滯后現象。山東脈沖磁控濺射價格