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磁控鍍膜機(jī)-磁控濺射種類有哪些?

2023-12-25 16:33:21

磁控鍍膜機(jī)-磁控濺射有很多種。它們有不同的工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一個(gè)共同點(diǎn):利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)的相互作用,電子會(huì)在靶表面盤旋,從而增加電子撞擊氬產(chǎn)生離子的概率。在電場(chǎng)的作用下,產(chǎn)生的離子與靶材表面發(fā)生碰撞,飛濺出靶材。

目標(biāo)源可分為平衡型和非平衡型。平衡型靶源涂層均勻,非平衡型靶源涂層與基體附著力強(qiáng)。平衡靶主要用于半導(dǎo)體光學(xué)薄膜,而非平衡靶主要用于裝飾膜的佩戴。根據(jù)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分布,磁控管陰極大致可分為平衡磁控管陰極和非平衡磁控管陰極。平衡態(tài)磁控管陰極內(nèi)外磁體的磁通量大致相等。兩極磁力線靠近靶面,將電子/等離子體限制在靶面附近,增加了碰撞概率,提高了電離效率。因此,輝光放電可以在較低的工作壓力和電壓下啟動(dòng)和維持,靶材的利用率較高。非平衡磁控濺射技術(shù)的概念是磁控陰極外極的磁通量大于內(nèi)極的磁通量,而兩極磁力線在靶面上并不是完全閉合的。一些磁力線可以沿著靶的邊緣延伸到基底區(qū)域,因此一些電子可以沿著磁力線延伸到基底區(qū)域,從而增加基底區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率,無(wú)論平衡或非平衡,如果磁鐵是靜止的,其磁場(chǎng)特性決定了一般靶材利用率不到30%。為了提高靶材的利用率,可以采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。但旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),濺射速率應(yīng)降低。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)主要用于大型或有價(jià)值的目標(biāo)。如半導(dǎo)體薄膜濺射。對(duì)于小型設(shè)備和一般工業(yè)設(shè)備,通常采用磁性靜態(tài)目標(biāo)源。

磁控管靶源濺射金屬及合金容易,點(diǎn)火、濺射方便。這是因?yàn)榘校帢O)、等離子體和飛濺的零件/真空腔可以形成一個(gè)回路。但如果陶瓷等絕緣體被濺射,電路就會(huì)斷開。所以人們采用高頻電源,在電路中加入一個(gè)強(qiáng)電容。這樣,目標(biāo)成為絕緣電路中的電容器。但是,高頻磁控濺射電源價(jià)格昂貴,濺射速率小,接地技術(shù)復(fù)雜,難以大規(guī)模使用。為了解決這個(gè)問(wèn)題,磁控反應(yīng)濺射技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。即使用金屬靶,加入氬氣和氮?dú)饣蜓鯕獾确磻?yīng)氣體。當(dāng)金屬靶與零件碰撞時(shí),由于能量轉(zhuǎn)換,它與反應(yīng)氣體結(jié)合形成氮化物或氧化物。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似簡(jiǎn)單,但實(shí)際操作起來(lái)卻很困難。主要問(wèn)題是反應(yīng)不僅發(fā)生在零件表面,而且發(fā)生在陽(yáng)極、真空室和靶源表面。德國(guó)雷寶發(fā)明的雙靶技術(shù)很好地解決了這一問(wèn)題。其原理是一對(duì)靶源相互連接,使陽(yáng)極表面氧化或氮化。

冷卻對(duì)于所有的能源(磁控管、多弧、離子)都是必要的,因?yàn)榇蟛糠值哪芰慷嫁D(zhuǎn)化為熱能。如果沒(méi)有冷卻或冷卻不足,熱量會(huì)使目標(biāo)源的溫度達(dá)到1000度以上,從而使整個(gè)目標(biāo)源熔化。


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