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(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(dǎo)電材料的濺射和反應(yīng)濺射鍍膜中，其工藝設(shè)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(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(shù)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(chǔ)。

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(shè)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(xué)活性強的金屬、難容金屬、介質(zhì)以及化合物等材料上得到了少量的應(yīng)用。直到20世紀(jì)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(fù)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(lǐng)域。而且，磁控濺射鍍膜機，隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，近幾年來在濺射鍍膜領(lǐng)域中推出了離子束增強濺射，采用寬束強流離子源結(jié)合磁場調(diào)制，并與常規(guī)的二極濺射相結(jié)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(shù)，不但消除了陽極的;消失;效應(yīng)。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(chǔ)。近年來急速鍍膜的復(fù)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(shù)而活躍在真空鍍膜的技術(shù)領(lǐng)域中。

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