山西直流磁控溅射原理

真空磁控溅射镀膜技术的特点：1、沉积速率大。由于采用高速磁控电极，可获得的离子流很大，有效提高了此工艺镀膜过程的沉积速率和溅射速率。与其它溅射镀膜工艺相比，磁控溅射的产能高、产量大、于各类工业生产中得到普遍应用。2、功率效率高。磁控溅射靶一般选择200V-1000V范围之内的电压，通常为600V，因为600V的电压刚好处在功率效率的较高有效范围之内。3、溅射能量低。磁控靶电压施加较低，磁场将等离子体约束在阴极附近，可防止较高能量的带电粒子入射到基材上。中频交流磁控溅射在单个阴极靶系统中，与脉冲磁控溅射有同样的释放电荷、防止打弧作用。山西直流磁控溅射原理

磁控溅射技术有：直流溅射法。直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极，从而该方法只能溅射导体材料。因为轰击绝缘靶材时，表面的离子电荷无法中和，这将导致靶面电位升高，外加电压几乎都加在靶上，两极间的离子加速与电离的机会将变小，甚至不能电离，导致不能连续放电甚至放电停止，溅射停止。故对于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材，须用射频溅射法。溅射过程中涉及到复杂的散射过程和多种能量传递过程：入射粒子与靶材原子发生弹性碰撞，入射粒子的一部分动能会传给靶材原子；某些靶材原子的动能超过由其周围存在的其它原子所形成的势垒，从而从晶格点阵中被碰撞出来，产生离位原子；这些离位原子进一步和附近的原子依次反复碰撞，产生碰撞级联；当这种碰撞级联到达靶材表面时，如果靠近靶材表面的原子的动能大于表面结合能，这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。湖南双靶磁控溅射平台一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、附着力强等优点。

脉冲磁控溅射是采用矩形波电压的脉冲电源代替传统直流电源进行磁控溅射沉积。脉冲磁控溅射可以有效地抑制电弧产生进而消除由此产生的薄膜缺陷，同时可以提高溅射沉积速率，降低沉积温度等一系列明显的优点，是溅射绝缘材料沉积的优先选择工艺过程。在一个周期内存在正电压和负电压两个阶段，在负电压段，电源工作于靶材的溅射，正电压段，引入电子中和靶面累积的正电荷，并使表面清洁，裸露出金属表面。加在靶材上的脉冲电压与一般磁控溅射相同！为400~500V，电源频率在10~350KHz，在保证稳定放电的前提下，应尽可能取较低的频率。由于等离子体中的电子相对离子具有更高的能动性，因此正电压值只需要是负电压的10%~20%，就可以有效中和靶表面累积的正电荷。占空比的选择在保证溅射时靶表面累积的电荷能在正电压阶段被完全中和的前提下，尽可能提高占空，以实现电源的更大效率。

高能脉冲磁控溅射技术是利用较高的脉冲峰值功率和较低的脉冲占空比来产生高溅射金属离化率的一种磁控溅射技术。电源与等离子体淹没离子注入沉积方法相结合，形成一种新颖的成膜过程与质量调控技术，是可应用于大型矩形靶的离化率可控磁控溅射新技术，填补了国内在该方向的研究空白。将高能冲击磁控溅射与高压脉冲偏压技术复合，利用其高离化率和淹没性的特点，通过成膜过程中入射粒子能量与分布的有效操控，实现高膜基结合力、高质量、高均匀性薄膜的制备。同时结合全新的粒子能量与成膜过程反馈控制系统，开展高离化率等离子体发生、等离子体的时空演变及荷能粒子成膜物理过程控制等方面的研究与工程应用。其中心技术具有自主知识产权，已申请相关发明专利两项。该项技术对实现PVD沉积关键瓶颈问题的突破具有重大意义，有助于提升我国在表面工程加工领域的国际竞争力。如在交通领域，该技术用于汽车发动机三部件，可降低摩擦25%，减少油耗3%；机械加工领域，沉积先进镀层可使刀具寿命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。这提高了薄膜工艺的效率，使它们能够在较低的压力下更快地生长。

磁控溅射是物理的气相沉积的一种，也是物理的气相沉积中技术较为成熟的。磁控溅射的工作原理是电子在电场的作用下，在飞向基材过程中与氩原子发生碰撞，电离出氩正离子和新的电子；新电子飞向基材，氩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材上形成薄膜。磁控溅射技术制备的薄膜具有硬度高、强度大、耐磨性好、摩擦系数低、稳定性好等优点。磁控溅射镀膜工艺过程简单，对环境无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基材的结合力强。这种技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，是太阳选择性吸收涂层更理想的制备方法。安装镀膜基片或工件的样品台以及真空室接地，作为阳极。湖南双靶磁控溅射平台

平衡靶源多用于半导体光学膜，非平衡多用于磨损装饰膜。山西直流磁控溅射原理

磁控溅射镀膜常见领域应用：1、一些不适合化学气相沉积的材料可以通过磁控溅射沉积，这种方法可以获得均匀的大面积薄膜。2、机械工业。如表面功能膜、超硬膜、自润滑膜等。这些膜能有效提高表面硬度、复合韧性、耐磨性和高温化学稳定性，从而大幅度提高产品的使用寿命。3、光领域。闭场非平衡磁控溅射技术也已应用于光学薄膜、低辐射玻璃和透明导电玻璃，特别是，透明导电玻璃普遍应用于平板显示器件、太阳能电池、微波和射频屏蔽器件和器件、传感器等。山西直流磁控溅射原理

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