真空鍍(dù)膜機濺鍍(dù)的原理是什麽
作(zuò)者: 來源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人(rén)氣:8060
真空鍍膜機濺鍍的(de)原理是(shì)什(shí)麽
濺鍍,一(yī)般指的是磁控濺鍍,歸於高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空度在1×10-3Torr擺布,即(jí)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(jí))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(jīn)屬靶材的原(yuán)子轟出,堆積在(zài)塑(sù)膠(jiāo)基材上(shàng).
以幾十電子伏特或更高動(dòng)能的荷電粒子炮擊資料(liào)外表,使其濺射出進入氣相,可用來刻蝕和鍍膜。入(rù)射一(yī)個離子所濺射出的原(yuán)子個數稱為濺射產額(Yield)產額越高濺射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高(gāo),Ti,Mo,Ta,W等最(zuì)低。一(yī)般在0.1-10原子/離子。離子能夠(gòu)直流輝光放(fàng)電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真空度,在兩極間加高壓發(fā)生放電,正離子會(huì)炮擊(jī)負電之靶材而濺射也靶材,而鍍至被鍍物上。
正常輝(huī)光放電(glow discharge)的電流密度與陰極(jí)物質與形狀、氣體品(pǐn)種壓力等有(yǒu)關。濺鍍時應(yīng)盡也許保持其安穩。任何資料(liào)皆可濺射鍍膜,即(jí)便高熔點資料也(yě)簡單濺鍍,但對非導體靶材須以射頻(RF)或脈衝(pulse)濺射;且因(yīn)導電(diàn)性較差,濺鍍功(gōng)率及速度較低。金屬濺鍍功率可達10W/cm2,非金屬<5W/cm2
二極濺鍍射: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(jǐ)Pa或(huò)更高方(fāng)可得較高鍍率。
磁控濺射:在陰極靶外表構成一正交電磁(cí)場,在此區電子密度高,進而進步離子密度,使得濺鍍率進步(一個數量級),濺射速度可(kě)達0.1—1 um/min膜層附著力較蒸鍍佳,是現在最有用的鍍膜技能之一(yī)。
其它有偏(piān)壓濺射、反應濺射(shè)、離子束濺射等鍍(dù)膜技能
濺鍍機設備與技能(磁控濺鍍)
濺鍍機由真空室,排氣係統,濺(jiàn)射(shè)源和操控(kòng)係統構成。濺射源又分為電(diàn)源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分為平麵(miàn)型和圓柱型,其間平麵型(xíng)分為矩(jǔ)型和圓型,靶資料利用率30- 40%,圓柱型(xíng)靶資料利用率>50% 濺射電源分(fèn)為: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(tǐ)用。脈衝:泛用,最新發展出 濺鍍時須操控參(cān)數有濺射電流,電壓(yā)或功率,以及濺鍍(dù)壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜(mó)厚能夠鍍膜時刻估量(liàng)出(chū)來。
靶材的挑選與處理(lǐ)十分重要,純度要佳,質地均勻,沒有氣泡、缺點,外表應平坦光亮。關於直(zhí)接冷卻靶,須留意其在濺射後靶材變薄,有也(yě)許決裂特別是非金屬靶。一般靶材最薄處不行小於原靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽(chōu)至1×10-2Pa,再(zài)通入氬氣(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下進行濺鍍其間須留意電流、電壓及壓力。開始時濺鍍若有打火,可緩慢(màn)調升(shēng)電壓(yā),待安穩(wěn)放電後再(zài)關shutter. 在這(zhè)個進程中,離子化的慵懶氣體(Ar)清洗(xǐ)和露出該塑膠基材(cái)外表上(shàng)數個毛纖細空,並通過該電子與自塑膠(jiāo)基(jī)材外表被(bèi)清洗而發生一(yī)自在基,並保持真空狀況下施以濺鍍構成外表締(dì)結構,使外表締結構與自在基發生填補和高附著(zhe)性的化學性和物(wù)理性的聯係狀況,以在外表外安定地(dì)構成薄膜. 其(qí)間,薄膜是先(xiān)通過把外表(biǎo)締造物大致地填滿該塑(sù)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(yǔ)基材的聯係力強-附著力比蒸騰鍍高過(guò)10倍以上,電鍍層細密,均(jun1)勻等優點.真空蒸鍍需要使金屬或金屬氧化物蒸(zhēng)騰(téng)汽化,而加熱的溫度不能太高,不然,金屬(shǔ)氣體堆積在塑(sù)膠基(jī)材放(fàng)熱而燒壞塑膠基材.濺射粒子幾不受(shòu)重力影(yǐng)響,靶材與基板方位可自在組織,薄(báo)膜(mó)構成前期成核密度(dù)高,可出產10nm以下(xià)的極薄接連膜,靶材的壽命長,可長時刻自動化接連出產。
靶材可(kě)製作成各種形狀,合作機台的特別設計做非常好的操控(kòng)及最有功率的出產 濺鍍(dù)利用高壓電場做(zuò)發生等離子鍍膜物質(zhì),運用幾乎一切高熔點金屬,合金和金屬氧化物,如(rú):鉻(gè),鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它是一個強行堆積的進程,選用這種技能取得的電鍍層與塑膠基材附著(zhe)力遠遠高於真空蒸鍍(dù)法.但,加工(gōng)成(chéng)本相(xiàng)對較高.真空濺鍍是通過離子磕碰而取得薄膜的一種技能,首要分為兩類(lèi),陰極濺鍍(Cathode sputtering)和射頻濺鍍(RF sputtering)。陰(yīn)極濺鍍一般用於濺鍍導體,射頻濺鍍一般用於濺鍍非導體實施陰極濺鍍所需環境:a,高真空以削減氧化物的發生b,慵懶技能氣體,一般為(wéi)氬器氣c,電場d,磁場e,冷卻(què)水用以帶(dài)走濺鍍時發生的高熱。