鍍膜設(shè)備原理及工藝

前處理（清洗工序）

要獲得結(jié)合牢固、致密、無針1孔缺陷的膜層, 必須使膜層沉積在清潔、具有一定溫度甚至是的基片上。為此前處理的過程包括機(jī)械清洗(打磨、毛刷水洗、去離子水沖洗、冷熱風(fēng)刀吹凈)、烘烤、輝光等離子體轟擊等。機(jī)械清洗的目的是去除基片表面的灰塵和可能殘留的油漬等異物, 并且不含活性離子, 必要時(shí)還可采用超聲清洗。烘烤的目的是徹底清除基片表面殘余的水份, 并使基片加熱到一定的溫度, 很多材質(zhì)在較高的基片溫度下可以增強(qiáng)結(jié)合力和膜層的致密性?；暮婵究梢栽谡婵帐彝膺M(jìn)行, 也可以在真空室內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行, 以獲得更好的效果。真空鍍膜機(jī)利用這種濺射方法在基體上沉積薄膜是1877年問世的。但在真空室內(nèi)作為提供熱源的電源應(yīng)有較低的電壓, 否則易于引起放電。輝光等離子體轟擊清洗可以進(jìn)一步除去基片表面殘留的不利于膜層沉積的成份, 同時(shí)可以提高基片表面原子的活性。

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磁控濺射原理

濺射過程即為入射離子通過--系列碰撞進(jìn)行能量和動(dòng)量交換的過程。

電子在電場(chǎng)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(chǎng)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。磁控濺射鍍膜機(jī)由于ITO薄膜的導(dǎo)電屬于n型半導(dǎo)體性質(zhì),即其導(dǎo)電機(jī)制為還原態(tài)In2O3放出兩個(gè)電子,成為氧空穴載流子和In3 ,被固溶的四價(jià)摻錫置換后放出一個(gè)電子成為電子載流子。

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直流濺射法

濺射過程中涉及到復(fù)雜的散射過程和多種能量傳遞過程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子；某些靶材原子的動(dòng)能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘（對(duì)于金屬是5-10 eV），從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來，產(chǎn)生離位原子；這種沉積速度顯然增加了鍍膜成本，從而限制了磁控濺射鍍膜在光學(xué)上的應(yīng)用。這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞，產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián)；當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí)，如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能（對(duì)于金屬是1-6eV），這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。

磁控濺射

磁控濺射是物理氣相沉積（Physical Vapor Deition，PVD）的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料，且具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn)：利用磁場(chǎng)與電場(chǎng)交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行，從而增大電子撞擊氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場(chǎng)作用下撞向靶面從而濺射出靶材。