磁控溅射冷水机(磁控溅射仪原理)

海潮机械 2023-01-18 15:54 编辑:admin 278阅读

1. 磁控溅射仪原理

溅射靶材主要应用于电子及信息产业,如集成电路、信息存储、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等;亦可应用于玻璃镀膜领域;还可以应用于耐磨材料、高温耐蚀、高档装饰用品等行业。 分类根据形状可分为长靶,方靶,圆靶,异型靶根据成份可分为金属靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材根据应用不同又分为半导体关联陶瓷靶材、记录介质陶瓷靶材、显示陶瓷靶材、超导陶瓷靶材和巨磁电阻陶瓷靶材等根据应用领域分为微电子靶材、磁记录靶材、光碟靶材、贵金属靶材、薄膜电阻靶材、导电膜靶材、表面改性靶材、光罩层靶材、装饰层靶材、电极靶材、封装靶材、其他靶材磁控溅射原理:在被溅射的靶极(阴极)与阳极之间加一个正交磁场和电场,在高真空室中充入所需要的惰性气体(通常为Ar气),永久磁铁在靶材料表面形成250~350高斯的磁场,同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下,Ar气电离成正离子和电子,靶上加有一定的负高压,从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大,在阴极附近形成高密度的等离子体,Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面,以很高的速度轰击靶面,使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。磁控溅射一般分为二种:支流溅射和射频溅射,其中支流溅射设备原理简单,在溅射金属时,其速率也快。而射频溅射的使用范围更为广泛,除可溅射导电材料外,也可溅射非导电的材料,同时还司进行反应溅射制备氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射频的频率提高后就成为微波等离子体溅射,常用的有电子回旋共振(ECR)型微波等离子体溅射。 磁控溅射镀膜靶材: 金属溅射镀膜靶材,合金溅射镀膜靶材,陶瓷溅射镀膜靶材,硼化物陶瓷溅射靶材,碳化物陶瓷溅射靶材,氟化物陶瓷溅射靶材,氮化物陶瓷溅射靶材,氧化物陶瓷靶材,硒化物陶瓷溅射靶材,硅化物陶瓷溅射靶材,硫化物陶瓷溅射靶材,碲化物陶瓷溅射靶材,其他陶瓷靶材,掺铬一氧化硅陶瓷靶材(Cr-SiO),磷化铟靶材(InP),砷化铅靶材(PbAs),砷化铟靶材(InAs)。 高纯高密度溅射靶材有: 溅射靶材(纯度:99.9%-99.999%) 1.金属靶材: 镍靶、Ni、钛靶、Ti、锌靶、Zn、铬靶、Cr、镁靶、Mg、铌靶、Nb、锡靶、Sn、铝靶、Al、铟靶、In、铁靶、Fe、锆铝靶、ZrAl、钛铝靶、TiAl、锆靶、Zr、铝硅靶、AlSi、硅靶、Si、铜靶Cu、钽靶T、a、锗靶、Ge、银靶、Ag、钴靶、Co、金靶、Au、钆靶、Gd、镧靶、La、钇靶、Y、铈靶、Ce、钨靶、w、不锈钢靶、镍铬靶、NiCr、铪靶、Hf、钼靶、Mo、铁镍靶、FeNi、钨靶、W等金属溅射靶材。 2.陶瓷靶材 ITO靶、AZO靶、氧化镁靶、氧化铁靶、氮化硅靶、碳化硅靶、氮化钛靶、氧化铬靶、氧化锌靶、硫化锌靶、二氧化硅靶、一氧化硅靶、氧化铈靶、二氧化锆靶、五氧化二铌靶、二氧化钛靶、二氧化锆靶,、二氧化铪靶,二硼化钛靶,二硼化锆靶,三氧化钨靶,三氧化二铝靶五氧化二钽,五氧化二铌靶、氟化镁靶、氟化钇靶、硒化锌靶、氮化铝靶,氮化硅靶,氮化硼靶,氮化钛靶,碳化硅靶,铌酸锂靶、钛酸镨靶、钛酸钡靶、钛酸镧靶、氧化镍靶等陶瓷溅射靶材。 3.合金靶材 镍铬合金靶、镍钒合金靶、铝硅合金靶、镍铜合金靶、钛铝合金、镍钒合金靶、硼铁合金靶、硅铁合金靶等高纯度合金溅射靶材。

2. 磁控溅射仪操作

磁控溅射利用高频磁控管的原理,在溅射室中引入一个与电场方向正交的磁场。

在此磁场的控制下,电子局限于靶极附近并沿螺旋形轨道运动,大大提高电子对氩原子的电离效率,增加轰击靶极的离子流密度j+,实现快速的大电流溅射。同时,又能避免电子直接向衬底加速,降低衬底的温升。磁控溅射有直流和高频两类。按结构又有同轴型、平面型和S枪等多种类型。

3. 磁控溅射 原理

溅射过程是通过电能,使气体的离子(可以理解为为气体颗粒)轰击靶材(一般是金属溅射物),就像砖头砸土墙,土墙的部分原子溅射出来,落在所要镀膜的基体上的过程。

如果气体太多,气体离子在运行到靶材的过程中,很容易跟路程中的其他气体离子或分子碰撞,这样就不能加速,也溅射不出靶材原子来。所以需要真空状态。

而如果气体太少,气体分子不能成为离子,没有很多可以轰击靶材,所以也不行。

只能选择中间值,有足够的气体离子可以轰击靶材,而在轰击过程中,不至于因为气体太多而相互碰撞致使失去太多的能量的气体量。

4. 磁控溅射基本原理

升降镜子的原理是采用真空磁控反应溅射先进工艺,在玻璃表面通过镜面反射处理,主要用于汽车智能型后视镜、手机屏幕、传媒广告机,全息投影、幻影成像和高档电视机面板。

镜面玻璃在无背光源情况下形成镜面效果,作为镜子使用;在有背光源情况下,透出清晰的画面图像。

5. 磁控溅射反溅射

溅射镀膜就是用荷能离子轰击靶材,使靶材表面的一些原子逸出,逸出的原子沉积在靶材附近的固体表面形成薄膜。

蒸发镀膜就是将物质加热,达到熔点,再达到沸点,蒸发至基片上。1、溅射技术与真空蒸发技术有所不同。“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子或分子从表面射出的现象。射出的粒子大多呈原子状态,常称为溅射原子。用于轰击靶的溅射粒子可以是电子,离子或中性粒子,因为离子在电场下易于加速获得所需要动能,因此大都采用离子作为轰击粒子。2、溅射过程建立在辉光放电的基础上,即溅射离子都来源于气体放电。不同的溅射技术所采用的辉光放电方式有所不同。直流二极溅射利用的是直流辉光放电;三极溅射是利用热阴极支持的辉光放电;射频溅射是利用射频辉光放电;磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电。3、溅射镀膜与真空蒸发镀膜相比,有许多优点。如任何物质均可以溅射,尤其是高熔点,低蒸气压的元素和化合物;溅射膜与基板之间的附着性好;薄膜密度高;膜厚可控制和重复性好等。缺点是设备比较复杂,需要高压装置。