貴州直流磁控濺射技術(shù)

PVD技術(shù)特征如下：在真空室內(nèi)充入放電所需要的惰性氣體，在高壓電場(chǎng)作用下氣體分子因電離而產(chǎn)生大量正離子。帶電離子被強(qiáng)電場(chǎng)加速，便形成高能量的離子流轟擊蒸發(fā)源材料。在離子轟擊下，蒸發(fā)源材料的原子將離開(kāi)固體表面，以高速度濺射到基片上并沉積成薄膜。RF濺射：RF濺射使用的頻率約為13.56MHz，它不需要熱陰極，能在較低的氣壓和較低的電壓下進(jìn)行濺射。RF濺射不只可以沉積金屬膜，而且可以沉積多種材料的絕緣介質(zhì)膜，因而使用范圍較廣。電弧離子鍍：陰極弧技術(shù)是在真空條件下，通過(guò)低電壓和高電流將靶材離化成離子狀態(tài)，從而完成薄膜材料的沉積，該技術(shù)材料的離化率更高，薄膜性能更加優(yōu)異。不同的金屬、合金、氧化物能夠進(jìn)行混合，同時(shí)濺射于基材上。貴州直流磁控濺射技術(shù)

磁控濺射技術(shù)有：直流濺射法。直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過(guò)程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí)，表面的離子電荷無(wú)法中和，這將導(dǎo)致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小，甚至不能電離，導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁?，須用射頻濺射法。濺射過(guò)程中涉及到復(fù)雜的散射過(guò)程和多種能量傳遞過(guò)程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子；某些靶材原子的動(dòng)能超過(guò)由其周?chē)嬖诘钠渌铀纬傻膭?shì)壘，從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來(lái)，產(chǎn)生離位原子；這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞，產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián)；當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí)，如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能，這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。安徽高溫磁控濺射技術(shù)磁控濺射沉積速度快、基材溫升低、對(duì)膜層的損傷小。

磁控濺射技術(shù)原理如下：電子在電場(chǎng)的作用下加速飛向基片的過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過(guò)程中受到磁場(chǎng)洛倫茲力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材，經(jīng)過(guò)多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線(xiàn)的束縛，遠(yuǎn)離靶材，較終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不只只是基片，真空室內(nèi)壁及靶源陽(yáng)極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽(yáng)極在同一電勢(shì)。

磁控濺射是物理的氣相沉積的一種，也是物理的氣相沉積中技術(shù)較為成熟的。磁控濺射的工作原理是電子在電場(chǎng)的作用下，在飛向基材過(guò)程中與氬原子發(fā)生碰撞，電離出氬正離子和新的電子；新電子飛向基材，氬正離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射；在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基材上形成薄膜。磁控濺射技術(shù)制備的薄膜具有硬度高、強(qiáng)度大、耐磨性好、摩擦系數(shù)低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。磁控濺射鍍膜工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，耗材少，成膜均勻致密，與基材的結(jié)合力強(qiáng)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、光學(xué)、機(jī)械、建筑、輕工、冶金、材料等領(lǐng)域，是太陽(yáng)選擇性吸收涂層更理想的制備方法。磁控濺射是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng)。

直流濺射的結(jié)構(gòu)原理如下：真空室中裝有輝光放電的陰極，靶材就裝在此極表面上，接受離子轟擊；安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地，作為陽(yáng)極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后，通入氬氣，并使其真空度維持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上，即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí)，在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū)，即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來(lái)的原子沉積在基片或工件上，形成鍍層。脈沖磁控濺射可以提高濺射沉積速率，降低沉積溫度。北京直流磁控濺射過(guò)程

磁控濺射鍍膜的應(yīng)用領(lǐng)域：建材及民用工業(yè)中。貴州直流磁控濺射技術(shù)

磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個(gè)正交電磁場(chǎng)，當(dāng)濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速為高能電子后，并不直接飛向陽(yáng)極，而是在正交電磁場(chǎng)作用下作來(lái)回振蕩的近似擺線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉(zhuǎn)移能量，使之電離而本身變成低能電子。這些低能電子較終沿磁力線(xiàn)漂移到陰極附近的陽(yáng)極而被吸收，避免高能電子對(duì)極板的強(qiáng)烈轟擊，消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷，體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點(diǎn)。由于外加磁場(chǎng)的存在，電子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)增加了電離率，實(shí)現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術(shù)特點(diǎn)是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場(chǎng)方向垂直的磁場(chǎng)，一般采用永久磁鐵實(shí)現(xiàn)。貴州直流磁控濺射技術(shù)

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