云南雙靶磁控濺射技術(shù)

PVD技術(shù)特征如下：在真空室內充入放電所需要的惰性氣體，在高壓電場(chǎng)作用下氣體分子因電離而產(chǎn)生大量正離子。帶電離子被強電場(chǎng)加速，便形成高能量的離子流轟擊蒸發(fā)源材料。在離子轟擊下，蒸發(fā)源材料的原子將離開(kāi)固體表面，以高速度濺射到基片上并沉積成薄膜。RF濺射：RF濺射使用的頻率約為13.56MHz，它不需要熱陰極，能在較低的氣壓和較低的電壓下進(jìn)行濺射。RF濺射不只可以沉積金屬膜，而且可以沉積多種材料的絕緣介質(zhì)膜，因而使用范圍較廣。電弧離子鍍：陰極弧技術(shù)是在真空條件下，通過(guò)低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài)，從而完成薄膜材料的沉積，該技術(shù)材料的離化率更高，薄膜性能更加優(yōu)異。射頻磁控濺射，又稱(chēng)射頻磁控濺射，是一種制備薄膜的工藝，特別是在使用非導電材料時(shí)。云南雙靶磁控濺射技術(shù)

高速率磁控濺射的一個(gè)固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率，高的沉積速率意味著(zhù)高的粒子流飛向基片，導致沉積過(guò)程中大量粒子的能量被轉移到生長(cháng)薄膜上，引起沉積溫度明顯增加。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走，薄膜的較大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán)，還要求良好的靶材導熱率及較薄膜的靶厚度。同時(shí)高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%～30%，因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個(gè)問(wèn)題。山西射頻磁控濺射儀器磁控濺射的優(yōu)點(diǎn)如下：操作易控。

磁控濺射技術(shù)有：直流磁控濺射技術(shù)。為了解決陰極濺射的缺陷，人們在20世紀70年發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應用。其原理是：在磁控濺射中，由于運動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力，它們的運動(dòng)軌跡會(huì )發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運動(dòng)，其運動(dòng)路徑變長(cháng)，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數，使等離子體密度增大，從而磁控濺射速率得到很大的提高，而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作，降低薄膜污染的傾向；另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過(guò)多次碰撞而喪失能量的電子到達陽(yáng)極時(shí)，已變成低能電子，從而不會(huì )使基片過(guò)熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。

磁控濺射的工藝研究：1、功率。每一個(gè)陰極都具有自己的電源。根據陰極的尺寸和系統設計，功率可以在0~150KW之間變化。電源是一個(gè)恒流源。在功率控制模式下，功率固定同時(shí)監控電壓，通過(guò)改變輸出電流來(lái)維持恒定的功率。在電流控制模式下，固定并監控輸出電流，這時(shí)可以調節電壓。施加的功率越高，沉積速率就越大。2、速度。另一個(gè)變量是速度。對于單端鍍膜機，鍍膜區的傳動(dòng)速度可以在每分鐘0~600英寸之間選擇。對于雙端鍍膜機，鍍膜區的傳動(dòng)速度可以在每分鐘0~200英寸之間選擇。在給定的濺射速率下，傳動(dòng)速度越低則表示沉積的膜層越厚。3、氣體。較后一個(gè)變量是氣體，可以在三種氣體中選擇兩種作為主氣體和輔氣體來(lái)進(jìn)行使用。磁控濺射是一種目前應用十分普遍的薄膜沉積技術(shù)。

射頻磁控濺射是一種制備薄膜的工藝，特別是在使用非導電材料時(shí)，薄膜是在放置在真空室中的基板上生長(cháng)的。強大的磁鐵用于電離目標材料，并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過(guò)程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。然后空氣被移除，目標材料，即構成薄膜的材料，以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過(guò)使用強大的磁鐵被電離。現在以等離子體的形式，帶負電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個(gè)原子或分子到幾百個(gè)。磁鐵有助于加速薄膜的生長(cháng)，因為對原子進(jìn)行磁化有助于增加目標材料電離的百分比。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用，因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率，使它們能夠在較低的壓力下更快地生長(cháng)。磁控濺射普遍應用于化合物薄膜的大批量生產(chǎn)。天津直流磁控濺射處理

空磁控濺射技術(shù)是指一種利用陰極表面配合的磁場(chǎng)形成電子陷阱，使E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。云南雙靶磁控濺射技術(shù)

磁控濺射包括很多種類(lèi)。各有不同工作原理和應用對象。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行，從而增大電子撞擊氬氣產(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。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。平衡靶源多用于半導體光學(xué)膜，非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場(chǎng)位形分布不同，大致可分為平衡態(tài)磁控陰極和非平衡態(tài)磁控陰極。平衡態(tài)磁控陰極內外磁鋼的磁通量大致相等，兩極磁力線(xiàn)閉合于靶面，很好地將電子/等離子體約束在靶面附近，增加了碰撞幾率，提高了離化效率，因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電，靶材利用率相對較高。但由于電子沿磁力線(xiàn)運動(dòng)主要閉合于靶面，基片區域所受離子轟擊較小。非平衡磁控濺射技術(shù)，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內磁極，兩極磁力線(xiàn)在靶面不完全閉合，部分磁力線(xiàn)可沿靶的邊緣延伸到基片區域，從而部分電子可以沿著(zhù)磁力線(xiàn)擴展到基片，增加基片區域的等離子體密度和氣體電離率。云南雙靶磁控濺射技術(shù)

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