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磁控溅射系统新发展趋势

2020-07-17 10:41:35

一般而言,增强系统某一部分的功能将带来整体功能的增强,同时减少系统对某些部分的依赖,或者可以理解为:两个必要因素 该系统有机地合并为一个部分。 建立一个全面的设计系统有助于研究系统各个部分的内部逻辑关系。

溅射技术的出现和应用经历了许多阶段。 首先,这只是一个简单的两极和三极放电溅射沉积。 经过30多年的发展,磁控溅射技术已经发展成为一种不可替代的方法,用于制备功能膜,例如超硬,耐磨,低摩擦系数,耐腐蚀,装饰,光学和电气。

磁控溅射系统是该领域的另一项重大进步。 直流反应溅射法沉积致密,无缺陷的绝缘膜(尤其是陶瓷膜)几乎是不可能的,因为沉积率低,目标材料容易产生电弧放电,并且其结构,成分和性能 被改变了。 这些缺点可以通过使用脉冲磁控溅射技术来克服。 脉冲频率为10〜200kHz,可有效防止目标电弧放电并稳定反应溅射沉积工艺,从而实现高质量反应膜的高速沉积。

磁控溅射系统的原理是在电场的作用下,稀薄气体的异常辉光放电产生的等离子体会轰击阴极靶的表面,并从靶表面溅射出分子,原子,离子和电子 。 溅射的粒子携带一定量的动能,并在一定方向上朝向基板的外表面射出,从而在基板的表面上形成涂层。

溅射涂层开始显示出简单的直流二极管溅射。 它的优点是设备简单,但直流二极管溅射沉积速率低; 为了坚持自我约束的排放,它不能在低压下进行; 它不能溅射绝缘材料。 这样的缺陷限制了它的使用。 在直流二极管溅射设备中添加热阴极和辅助阳极可构成直流三极管溅射。 由添加的热阴极和辅助阳极产生的热电子增强了溅射气体原子的电离作用,因此即使在低压下也可以进行溅射。 否则,可以降低溅射电压以进行低压溅射。 在低压条件下; 放电电流也会增加,并且可以不受电压影响地独立控制。 在热阴极之前添加电极(网格状)以形成四极溅射装置可以稳定放电。 然而,这些装置难以获得具有高浓度和低堆叠速度的等离子体区域,因此其尚未在工业中广泛使用。

磁控溅射是在两极溅射的基础上开发的。 在靶材料的表面上建立与电场正交的磁场。 它解决了低两层溅射沉积速率和低等离子体电离速率的一阶问题,这已成为目前的涂层。重要的行业方法之一。 与其他涂层技术相比,磁控溅射具有以下特点:可以将多种材料制成靶材,几乎可以将所有金属,合金和陶瓷材料制成靶材; 可以在适当条件下堆叠多种靶材共溅射方法准确而稳定的合金; 向溅射放电气氛中添加氧气,氮气或其他活性气体会沉积形成目标材料和气体分子的化合物薄膜; 并准确控制溅射镀膜工艺,以达到均匀高的高度准确的膜厚; 离子溅射靶数据后,材料直接从固态变为等离子体,溅射靶的安装不受限制,适用于大容量涂装室的多靶布局设计。 溅射镀膜速度快,膜层细,附着力好等特点,非常适合大规模,高效率的工业生产。 近年来,磁控溅射技术发展迅速。 典型的方法包括射频溅射,混响磁控溅射,不平衡磁控溅射,脉冲磁控溅射和高速溅射。

磁控溅射系统


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