真空鍍膜機濺鍍(dù)的原理是什麽
作者: 來(lái)源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人氣:7830
真空鍍膜機濺鍍的原(yuán)理是什麽(me)
濺鍍,一般指的是磁控濺鍍,歸於高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空度在1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的(de)真空狀況充入慵懶氣體(tǐ)氬氣(Ar),並在塑膠基材(cái)(陽極)和(hé)金屬靶材(陰極)之間加上高壓直流電,因(yīn)為輝光放電(glow discharge)發生的電子激起慵懶氣體,發生等離(lí)子(zǐ)體,等離子體將金屬(shǔ)靶材的原子轟出,堆積在塑膠基材上.
以幾十電子伏特或更高動能的荷電粒子炮(pào)擊資料外表,使其濺射出進入氣相,可用來刻蝕和鍍(dù)膜(mó)。入射一個離子所濺射出的原子個數稱(chēng)為濺射產額(Yield)產額越高濺射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一(yī)般(bān)在0.1-10原子/離子。離子能夠直流輝光放電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真空度,在兩極(jí)間加高壓發(fā)生放電,正離子會炮擊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)的電流密度與陰極物質與形狀、氣體品種壓(yā)力等有關(guān)。濺鍍時應盡也許保持其安穩。任何資料皆可濺射鍍膜,即便高熔點資料也簡單濺鍍,但對非導體(tǐ)靶材須以射(shè)頻(RF)或脈衝(pulse)濺射;且因導電性較(jiào)差,濺鍍功率及速度較低。金屬濺(jiàn)鍍功率(lǜ)可達10W/cm2,非金屬(shǔ)<5W/cm2
二極濺鍍射(shè):靶材為陰極(jí),被鍍工件(jiàn)及工(gōng)件架(jià)為陽極,氣體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或更高方可(kě)得(dé)較高(gāo)鍍率。
磁控濺射:在陰極靶外表構成一正交(jiāo)電(diàn)磁場,在此區電子密度高(gāo),進而進步離子密度,使得濺鍍率進步(一個數量級),濺射速度可達0.1—1 um/min膜層附著力較蒸鍍佳,是現在最有用的鍍膜(mó)技能之一。
其它有偏壓濺射、反應濺射、離子束濺(jiàn)射等鍍膜技能
濺鍍機設備與(yǔ)技能(磁控濺鍍)
濺鍍機(jī)由真空室,排氣係統,濺射源和操控係統構成。濺射源(yuán)又分(fèn)為電源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分為平麵型和圓柱型,其(qí)間平麵型分(fèn)為矩型和(hé)圓型,靶資料利用率30- 40%,圓柱(zhù)型靶資料利(lì)用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射頻(RF)、脈衝(pulse), 直流:800-1000V(Max)導體用,須可災(zāi)弧(hú)。
射頻:13.56MHZ,非導體用(yòng)。脈衝:泛(fàn)用,最新發展出 濺鍍(dù)時須操控參數有濺射電流,電(diàn)壓或功(gōng)率,以及濺鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能夠鍍(dù)膜時刻估量出來。
靶材的挑(tiāo)選與處理十(shí)分重要,純度要佳,質地均勻,沒有氣泡、缺點,外表應平坦(tǎn)光亮(liàng)。關於直接冷卻靶(bǎ),須留(liú)意其在濺射後靶材變薄,有也許決裂特別是非金屬靶(bǎ)。一般(bān)靶材最薄處不行小於(yú)原靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作(zuò)方法和一般蒸鍍相(xiàng)似,先將真空抽(chōu)至1×10-2Pa,再通入氬氣(Ar)離子炮擊靶材,在(zài)5×10-1—1.0Pa的壓力下進行濺鍍其間須留意(yì)電流、電壓及壓力。開(kāi)始(shǐ)時濺鍍若有打火,可緩慢調升電壓(yā),待安穩放電後再關shutter. 在這個進程中,離(lí)子化的慵懶氣體(Ar)清洗和(hé)露出該塑膠基材外表上數個毛纖細空,並通過(guò)該電子與自塑膠基材外表被清洗(xǐ)而發生一自在基,並保持真空狀況下(xià)施以濺鍍構成(chéng)外表締結構,使外表締結(jié)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,以在外表外安定地構成(chéng)薄膜. 其間,薄膜是先通過把(bǎ)外表締造物大致地填滿(mǎn)該塑膠(jiāo)毛纖細孔(kǒng)後並(bìng)作連接而構成。
濺鍍與常用的(de)蒸騰鍍相比,濺鍍具有電鍍層與基(jī)材的(de)聯係力(lì)強(qiáng)-附著力比蒸騰鍍(dù)高(gāo)過10倍以上,電鍍層細密,均勻等優點.真空蒸鍍需要使金屬或金(jīn)屬氧化物(wù)蒸騰汽化,而加熱的溫度不能(néng)太高,不然,金屬氣體堆積在塑膠基材放熱而燒壞塑(sù)膠基材.濺射粒子幾不受重力影響,靶材與(yǔ)基板方位可自在組織,薄膜構成前期成核密度高(gāo),可出產10nm以下的極(jí)薄接連膜,靶材的壽命長,可(kě)長時刻自動(dòng)化接連(lián)出產。
靶材可製作成各種形狀,合(hé)作機(jī)台的特別設(shè)計做非常好的操控及最有功率的出產 濺鍍利用高壓電場做發生等離子鍍膜物質,運用(yòng)幾乎一切高熔點(diǎn)金屬,合(hé)金和金屬氧化物(wù),如:鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它(tā)是一個強行(háng)堆積的進程,選用這種技能取(qǔ)得的電鍍層與塑膠基材附著力遠遠高於真空(kōng)蒸鍍法(fǎ).但,加工(gōng)成本相對較高.真空濺(jiàn)鍍是通過(guò)離子磕碰而取(qǔ)得薄膜的一種技能,首要分為兩類,陰極濺鍍(Cathode sputtering)和(hé)射頻濺鍍(RF sputtering)。陰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(xū)環境:a,高真空以削減氧化物的發生b,慵懶技能氣體,一般為氬器氣c,電場d,磁場e,冷卻水用以帶走濺鍍時發生的高熱。