青州市中拓镀膜机械科技有限公司

磁控溅射镀膜原理及工艺

2022-07-12 16:15:13

浏览:

磁控溅射镀膜原理及工艺真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术,在现实生产生活中有着广泛的应用。真空镀膜技术有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。这里主要讲一

磁控溅射镀膜原理及工艺


真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术,在现实生产生活中有着广泛的应用。真空镀膜技术有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。这里主要讲一下由溅射镀膜技术发展来的磁控溅射镀膜的原理及相应工艺的研究。

溅射现象于1870年开始用于镀膜技术,1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的成就之一。它以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好、装置性能稳定、操作控制方便等优点,成为镀膜工业应用领域(特别是建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等对大面积的均匀性有特别苛刻要求的连续镀膜场合)的首选方案。

1磁控溅射原理:

溅射属于PDV (物理气相沉积)三种基本方法:真空蒸发、溅射、离子镀(空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀)中的一种。

磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar正离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。

在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E (电场) XB (磁场)所指的方向漂移,简称EX B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。

若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的Ar正离子来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量消耗殆尽,逐渐远离靶表面,并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低,传递给基片的能量很小,致使基片温升较低。磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程,和靶原子碰撞,把部分动量传给靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成级联过程。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量,离开靶被溅射出来。

1.1磁控溅射种类

磁控溅射包括很多种类。各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点:利用磁场与电场交互作用,使电子在靶表面附近成螺旋状运行,从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。

1.1.1技术分类

磁控溅射在技术_上可以分为直流(DC)磁控溅射、中频(MF)磁控溅射、射频(RF)磁控溅射。

3.3. 1磁控溅射沉积镀膜机理:

磁控溅射系统是在基本的二极溅射系统发展而来,解决二极溅射镀膜速度比蒸镀慢很多、等离子体的离化率低和基片的热效应明显的问题。磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置强力磁铁,真空室充入0.1~ 10Pa压力的惰性气体(Ar),作为气体放电的载体。

在高压作用下Ar原子电离成为Ar+离子和电子,产生等离子辉光放电,电子在加速飞向基片的过程中,受到垂直于电场的磁场影响,使电子产生偏转,被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,电子以摆线的方式沿着靶表面前进,在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞,电离出大量的Ar+离子,与没有磁控管的结构的溅射相比,离化率迅速增加10~100倍,因此该区域内等离子体密度很高。

经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,最终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。而Ar+ 离子在高压电场加速作用下,与靶材的撞击并释放出能量,导致靶材表面的原子吸收Ar+离子的动能而脱离原晶格束缚,呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片,并在基片上沉积形成薄膜。



作者: 青州市中拓镀膜机械科技有限公司

产品推荐 

recommendation

新闻推荐 

recommendation

7X24小时电话   周一至周六 9:00-18:00

17114845999

 

电话:17114845999        

公司地址: 山东省潍坊市青州市弥河镇大涧堡     

联系电话:17114845999         

公司地址:山东省潍坊市青州市弥河镇大涧堡村

在线客服
联系方式
全国服务电话
17114845999
上班时间
全年无休
二维码
二维码
在线客服
添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
鲁ICP备16034420号-2