真空鍍膜機濺鍍的原理是(shì)什麽
作者: 來源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人氣:7958
真空鍍(dù)膜(mó)機濺鍍的原理(lǐ)是什麽
濺鍍,一般指的是磁控濺鍍,歸於(yú)高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空度在1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的真空狀況充入慵懶氣體氬氣(Ar),並在塑膠基材(陽極)和金屬靶材(陰極)之間加上高壓直流電,因為輝光放電(glow discharge)發生的電子激起慵懶氣體,發生等離子體,等離子體將金屬靶材的原子轟出,堆(duī)積在塑膠基材上.
以幾十電子伏特或更高動(dòng)能的(de)荷電粒子炮擊資料外表(biǎo),使其濺射出(chū)進入氣相,可用來刻蝕(shí)和鍍膜。入射一個離(lí)子所(suǒ)濺射出的原子個數稱為濺射產額(Yield)產額越高濺(jiàn)射速度越(yuè)快(kuài),以Cu,Au,Ag等(děng)最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原子/離子。離子能夠(gòu)直流(liú)輝光(guāng)放(fàng)電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真空度,在兩極間加高(gāo)壓發生放電,正離子會炮擊負電之靶材而濺射也靶材,而鍍至被鍍物上。
正常輝光放(fàng)電(glow discharge)的電流(liú)密度與陰極物質(zhì)與形狀、氣體品種壓力等有關(guān)。濺鍍時應盡也許保持其安穩。任何資料皆可濺射鍍膜,即便(biàn)高熔點資料也簡單(dān)濺鍍,但對非導體靶材須以射頻(RF)或脈衝(pulse)濺射;且因導(dǎo)電(diàn)性較差,濺鍍功率及速度較低。金屬(shǔ)濺(jiàn)鍍功率可達10W/cm2,非金屬<5W/cm2
二(èr)極濺鍍射:靶材為陰極,被鍍工件及工件架為陽極,氣體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或更高方(fāng)可得較高鍍率。
磁控濺射(shè):在陰極靶外表構成一正交電磁場,在此區電子密度高,進而(ér)進步離子密度,使得濺鍍(dù)率進(jìn)步(一個數量級),濺射速度可達0.1—1 um/min膜層(céng)附著力較蒸鍍佳(jiā),是現在最有用的鍍膜技能之一。
其(qí)它有偏壓濺射、反應濺射、離子束濺射等鍍膜技能(néng)
濺(jiàn)鍍機(jī)設備與技能(磁控濺鍍)
濺鍍(dù)機由真空(kōng)室,排氣(qì)係統(tǒng),濺射源和操控係統構成。濺(jiàn)射(shè)源又分為電源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分為(wéi)平麵型和圓(yuán)柱型,其間平麵型(xíng)分(fèn)為矩(jǔ)型和圓(yuán)型,靶資料利用(yòng)率30- 40%,圓柱型靶資料利用率>50% 濺射電源分(fèn)為(wéi):直流(DC)、射頻(RF)、脈衝(pulse), 直流:800-1000V(Max)導體用,須可災弧。
射頻:13.56MHZ,非導體用。脈衝:泛(fàn)用(yòng),最新發展出 濺鍍時須操控參數有濺射電流,電壓或(huò)功率,以及濺鍍(dù)壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能(néng)夠鍍膜時刻估量出(chū)來。
靶材的挑選與處理十分重要,純度要佳,質地均勻,沒有氣泡、缺點,外(wài)表應平坦光亮。關於直接冷卻靶,須留意其在濺射後靶材變薄,有也許決裂特別是非金屬靶。一般靶材最薄處不行小於(yú)原靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入氬氣(Ar)離子炮擊靶(bǎ)材(cái),在5×10-1—1.0Pa的壓力下進行(háng)濺鍍其間須留意電流(liú)、電壓及壓力。開始時濺(jiàn)鍍若有打火,可緩慢調(diào)升電壓,待安穩放電後再關shutter. 在這個進程中,離子化的慵懶氣體(Ar)清洗和露出該塑(sù)膠基材外表上數個毛纖細空,並通過該電子與自塑膠基材外表被清洗而發生一自在(zài)基,並(bìng)保持真空狀況下施以濺鍍(dù)構(gòu)成(chéng)外表締結構,使外表締結構與自在基發生(shēng)填補(bǔ)和高附著性的化學性和(hé)物理性的聯係狀況,以在外(wài)表外(wài)安定地構(gòu)成薄膜. 其間,薄膜是(shì)先通過把外表(biǎo)締造物大致地填滿該塑膠毛纖細孔後並作連接而構成。
濺鍍與常(cháng)用的蒸騰鍍相比,濺鍍具有電鍍層(céng)與基材的聯係力強-附著力比蒸騰鍍高過10倍以上(shàng),電鍍層細(xì)密,均勻等優(yōu)點.真空蒸鍍需要(yào)使金屬或金屬氧化物蒸騰汽化,而加熱的溫度不(bú)能太高,不然,金屬氣體堆積在塑膠基材放熱而燒壞塑膠基材.濺射粒子幾不受重力影響,靶材與基板方位可自在組織,薄膜構(gòu)成前期成(chéng)核密度高,可出產10nm以下的極薄接連膜,靶材的(de)壽命長,可長時刻自動化接連出產。
靶材可製作成各種(zhǒng)形狀,合作機(jī)台的特別設計做非常好的操(cāo)控及最有功率的出產 濺鍍利用高壓電場做(zuò)發生等離子鍍膜物質,運用幾乎一切高熔點金屬,合金和金屬氧化物(wù),如:鉻,鉬,鎢(wū),鈦,銀,金等.並且(qiě),它是一個強行堆積的進程(chéng),選用這(zhè)種技能取得的電鍍層與塑膠基材附著力遠遠高於真空蒸鍍法.但,加工成本相對較高.真空濺鍍是通過離子磕碰而取得薄膜(mó)的一種技能,首要分為兩類(lèi),陰極(jí)濺鍍(Cathode sputtering)和射頻濺鍍(RF sputtering)。陰極濺鍍一般用於(yú)濺鍍導(dǎo)體,射(shè)頻濺(jiàn)鍍一般用於濺鍍非導體實施陰極濺鍍所(suǒ)需環境:a,高真空以削減氧化物的發生b,慵懶技能氣體,一般(bān)為氬器氣c,電場d,磁場e,冷卻水用以帶走濺鍍時發生的(de)高熱。