真空鍍膜機濺鍍(dù)的(de)原理是什麽
作者: 來源: 日期:2017-11-28 9:08:18 人氣:7832
真空鍍膜(mó)機濺鍍的原理是什麽(me)
濺鍍,一般指的是磁控(kòng)濺(jiàn)鍍,歸於高速低溫濺鍍法.
該技能請求真空(kōng)度在1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的真空狀況充入慵懶氣體(tǐ)氬氣(Ar),並在塑膠基材(陽極)和金(jīn)屬靶材(陰(yīn)極)之間加上高壓直流電,因為輝光放電(glow discharge)發生(shēng)的電(diàn)子激起慵懶氣體,發生等離子體,等離子體將金屬靶材的(de)原子轟出,堆積在塑膠基(jī)材上.
以幾十電子伏特或(huò)更高動能的荷電粒子(zǐ)炮擊資(zī)料(liào)外表(biǎo),使其(qí)濺射(shè)出進入氣(qì)相,可用來刻蝕和鍍膜。入射一個離子所濺射出的(de)原子個數稱為濺射產額(Yield)產額越高(gāo)濺射速度越快(kuài),以Cu,Au,Ag等最高(gāo),Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原子/離子。離子能夠直(zhí)流輝光放電(glow discharge)發生,在10-1—10 Pa真空度,在(zài)兩極間加高壓發生放電,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(zhèng)常輝光放電(glow discharge)的電流密度與陰極物質與形狀、氣體品種壓力等有關。濺鍍時應盡也許保(bǎo)持其安穩。任何資料皆可濺射鍍(dù)膜,即便高熔點資料也簡單濺鍍,但對非導體靶材須以射頻(pín)(RF)或脈(mò)衝(pulse)濺(jiàn)射;且因導電性較差,濺鍍功率及速度較低。金屬濺鍍功率可達10W/cm2,非(fēi)金屬<5W/cm2
二極濺鍍射:靶(bǎ)材為陰極,被鍍工件及工件架為陽(yáng)極,氣體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或(huò)更高方(fāng)可得較高鍍率(lǜ)。
磁控濺射:在陰極靶外表構(gòu)成一正(zhèng)交電磁場,在此區電(diàn)子密度高,進(jìn)而進步離子密度,使(shǐ)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(jiā),是現在最有用的鍍膜技能之一。
其它有(yǒu)偏壓濺(jiàn)射、反應濺射、離(lí)子束濺射等鍍膜技能
濺鍍機設備與技能(néng)(磁(cí)控濺鍍(dù))
濺鍍機由真空室,排(pái)氣(qì)係統,濺射源和操(cāo)控係統構成。濺射源(yuán)又分為電源(yuán)和濺射槍(qiāng)(sputter gun) 磁控濺射槍分為平麵型和圓柱型,其間平麵型(xíng)分為矩型和圓型,靶資(zī)料利(lì)用率(lǜ)30- 40%,圓柱(zhù)型靶資料利用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射頻(RF)、脈衝(pulse), 直流:800-1000V(Max)導體用,須可災弧。
射頻:13.56MHZ,非導體用。脈衝:泛用,最新發展出 濺鍍時須操控參數有濺射電(diàn)流,電壓或功率,以及濺鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安(ān)穩,膜厚能夠(gòu)鍍膜時刻估量(liàng)出來。
靶材的挑選與(yǔ)處(chù)理十分重要,純度要佳,質地均勻,沒有氣泡、缺點,外表應平坦光亮。關於直接冷卻靶,須留意其在濺射後(hòu)靶材變薄,有也(yě)許決裂特別是非金屬靶。一般靶(bǎ)材最薄處不(bú)行小於原靶厚之一(yī)半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般(bān)蒸(zhēng)鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入氬(yà)氣(qì)(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下(xià)進行濺鍍其間須留意電流(liú)、電壓及壓力。開始時濺鍍若有打(dǎ)火,可緩慢調升電壓,待安穩放電後再關shutter. 在這(zhè)個進(jìn)程中(zhōng),離子化的慵懶氣體(Ar)清洗和露(lù)出(chū)該塑膠基材外表上數個毛纖細空,並通過(guò)該電子與(yǔ)自塑(sù)膠基材外表被清洗而發生一自在基,並(bìng)保(bǎo)持真空狀況下(xià)施以濺鍍構(gòu)成外表締結構,使外表締結構與自在基發生(shēng)填(tián)補和高附著性的化學(xué)性和物理性的聯係狀況,以在外表(biǎo)外安定(dìng)地構成薄(báo)膜. 其間,薄膜是先通過把外表(biǎo)締造物大致地(dì)填滿該塑膠毛纖細孔後並作連接而構(gòu)成。
濺(jiàn)鍍與常用的蒸騰鍍相比,濺鍍具有電鍍層與基材的聯係力強-附著(zhe)力比蒸騰鍍高過10倍以上,電(diàn)鍍層細密,均勻等優(yōu)點.真空蒸鍍需要使(shǐ)金(jīn)屬或金屬氧化物蒸騰汽化,而加熱的溫(wēn)度不能太高,不然,金屬氣體堆積在塑(sù)膠基材(cái)放熱而燒壞塑(sù)膠基材.濺射粒子幾不受重力影響,靶材與基板方位可自在組織(zhī),薄膜構成前期成核密度高,可出產10nm以下的極薄接(jiē)連膜(mó),靶材的壽命(mìng)長(zhǎng),可(kě)長時刻自動(dòng)化接連出產。
靶材可製作(zuò)成各種形狀,合作(zuò)機台的特(tè)別設計做非常(cháng)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(zhì),運(yùn)用幾乎(hū)一切高熔點金屬,合金和金屬氧化物(wù),如:鉻,鉬(mù),鎢,鈦,銀,金等.並且,它是一個強行堆積(jī)的進程,選用這種技能取得的電鍍層與塑膠基材附著力遠遠高於真空蒸鍍法(fǎ).但,加工成本(běn)相對較高.真空濺鍍是通過離子磕碰而(ér)取得薄膜的(de)一種技能,首要分為兩類,陰極濺鍍(Cathode sputtering)和射頻濺鍍(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(shí)施陰極濺鍍所需環境:a,高真空以削減氧化物(wù)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(rè)。