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磁控濺射系統新發展趨勢

2020-07-17 10:41:35

一般而言,增強系統某一部分的功能將帶來整體功能的增強,同時減少系統對某些部分的依賴,或者可以理解為:兩個必要因素 該系統有機地合并為一個部分。 建立一個全面的設計系統有助于研究系統各個部分的內部邏輯關系。

濺射技術的出現和應用經歷了許多階段。 首先,這只是一個簡單的兩極和三極放電濺射沉積。 經過30多年的發展,磁控濺射技術已經發展成為一種不可替代的方法,用于制備功能膜,例如超硬,耐磨,低摩擦系數,耐腐蝕,裝飾,光學和電氣。

磁控濺射系統是該領域的另一項重大進步。 直流反應濺射法沉積致密,無缺陷的絕緣膜(尤其是陶瓷膜)幾乎是不可能的,因為沉積率低,目標材料容易產生電弧放電,并且其結構,成分和性能 被改變了。 這些缺點可以通過使用脈沖磁控濺射技術來克服。 脈沖頻率為10?200kHz,可有效防止目標電弧放電并穩定反應濺射沉積工藝,從而實現高質量反應膜的高速沉積。

磁控濺射系統的原理是在電場的作用下,稀薄氣體的異常輝光放電產生的等離子體會轟擊陰極靶的表面,并從靶表面濺射出分子,原子,離子和電子 。 濺射的粒子攜帶一定量的動能,并在一定方向上朝向基板的外表面射出,從而在基板的表面上形成涂層。

濺射涂層開始顯示出簡單的直流二極管濺射。 它的優點是設備簡單,但直流二極管濺射沉積速率低; 為了堅持自我約束的排放,它不能在低壓下進行; 它不能濺射絕緣材料。 這樣的缺陷限制了它的使用。 在直流二極管濺射設備中添加熱陰極和輔助陽極可構成直流三極管濺射。 由添加的熱陰極和輔助陽極產生的熱電子增強了濺射氣體原子的電離作用,因此即使在低壓下也可以進行濺射。 否則,可以降低濺射電壓以進行低壓濺射。 在低壓條件下; 放電電流也會增加,并且可以不受電壓影響地獨立控制。 在熱陰極之前添加電極(網格狀)以形成四極濺射裝置可以穩定放電。 然而,這些裝置難以獲得具有高濃度和低堆疊速度的等離子體區域,因此其尚未在工業中廣泛使用。

磁控濺射是在兩極濺射的基礎上開發的。 在靶材料的表面上建立與電場正交的磁場。 它解決了低兩層濺射沉積速率和低等離子體電離速率的一階問題,這已成為目前的涂層。重要的行業方法之一。 與其他涂層技術相比,磁控濺射具有以下特點:可以將多種材料制成靶材,幾乎可以將所有金屬,合金和陶瓷材料制成靶材; 可以在適當條件下堆疊多種靶材共濺射方法準確而穩定的合金; 向濺射放電氣氛中添加氧氣,氮氣或其他活性氣體會沉積形成目標材料和氣體分子的化合物薄膜; 并準確控制濺射鍍膜工藝,以達到均勻高的高度準確的膜厚; 離子濺射靶數據后,材料直接從固態變為等離子體,濺射靶的安裝不受限制,適用于大容量涂裝室的多靶布局設計。 濺射鍍膜速度快,膜層細,附著力好等特點,非常適合大規模,高效率的工業生產。 近年來,磁控濺射技術發展迅速。 典型的方法包括射頻濺射,混響磁控濺射,不平衡磁控濺射,脈沖磁控濺射和高速濺射。

磁控濺射系統


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