磁控濺射種類

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（陰極），等離子體，和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體如陶瓷則回路斷了。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(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入Ar和反應(yīng)氣體如氮氣或氧氣。當(dāng)金屬靶材撞向零件時由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)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。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。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（磁控，多弧，離子）所必需，因為能量很大一部分轉(zhuǎn)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。

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磁控濺射鍍膜機技術(shù)原理

真空磁控濺射鍍膜技術(shù)是通過真空磁控濺射鍍膜機實現(xiàn)的，鍍膜機內(nèi)由不同級別的真空泵抽氣，在系統(tǒng)內(nèi)營造出一個鍍膜所需的真空環(huán)境，真空度要達到鍍膜所需的本底真空，一般在（1~5）×10-8 Pa。在真空環(huán)境中向靶材（陰極）下充入工藝氣體氣（Ar），氣在外加電場（由直流或交流電源產(chǎn)生）作用下發(fā)生電離生成離子（Ar ），同時在電場E的作用下，離子加速飛向陰極靶并以高能量轟擊靶表面，使靶材產(chǎn)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子（或分子）沉積在PET基片上形成薄膜。同時被濺射出的二次電子在陰極暗區(qū)被加速，在飛向基片的過程中，落入設(shè)定的正交電磁場的電子阱中，直接被磁場的洛倫茲力束縛，使其在磁場B的洛倫茲力作用下，以旋輪線和螺旋線的復(fù)合形式在靶表面附近作回旋運動。電子e的運動被電磁場束縛在靠近靶表面的等離子區(qū)域內(nèi)，使其到達陽極前的行程大大增長，大大增加碰撞電離幾率，使得該區(qū)域內(nèi)氣體原子的離化率增加，轟擊靶材的高能Ar 離子增多，從而實現(xiàn)了磁控濺射高速沉積的特點。在運用該機理開發(fā)磁控膜的過程中，要注意以下幾個問題：①保證整體工藝中各個環(huán)節(jié)的可靠性。具體包括靶材質(zhì)量、工藝氣體純度、原膜潔凈程度、原膜質(zhì)量等基礎(chǔ)因素，這一系列因素會對鍍膜產(chǎn)品的終質(zhì)量產(chǎn)生影響。②選擇合適的靶材。要建立的膜系是通過對陰極的前后順序布置實現(xiàn)的。③控制好各環(huán)節(jié)的工藝性能及參數(shù)。如適合的本底真空度、靶材適用的濺射功率、工藝氣體和反應(yīng)氣體用量與輸入均勻性、膜層厚度等。磁控濺射鍍膜機原理由此可見，濺射過程即為入射離子通過一系列碰撞進行能量交換的過程，入射離子轉(zhuǎn)移到逸出的濺射原子上的能量大約只有原來能量的1%，大部分能量則通過級聯(lián)碰撞而消耗在靶的表面層中，并轉(zhuǎn)化為晶格的振動?？傊挥锌刂坪靡陨细饕蛩?，才能夠保證所開發(fā)的鍍膜PET具有穩(wěn)定的顏色、優(yōu)異的性能和耐久性。

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濺射鍍膜

由于被濺射原子是與具有數(shù)十電子伏特能量的正離子交換動能后飛濺出來的，因而濺射出來的原子能量高，有利于提高沉積時原子的擴散能力，提高沉積組織的致密程度，使制出的薄膜與基片具有強的附著力。濺射時，氣體被電離之后，氣體離子在電場作用下飛向接陰極的靶材，電子則飛向接地的壁腔和基片。這樣在低電壓和低氣壓下，產(chǎn)生的離子數(shù)目少，靶材濺射效率低；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(fā)生濺射。而在高電壓和高氣壓下，盡管可以產(chǎn)生較多的離子，但飛向基片的電子攜帶的能量高，容易使基片發(fā)熱甚至發(fā)生二次濺射，影響制膜質(zhì)量。另外，靶材原子在飛向基片的過程中與氣體分子的碰撞幾率也大為增加，因而被散射到整個腔體，既會造成靶材浪費，又會在制備多層膜時造成各層的污染。