真空鍍(dù)膜機濺(jiàn)鍍的原理是什麽
作者: 來源: 日(rì)期:2017-11-28 9:08:18 人氣:7202
真空鍍膜機濺鍍的原理是什麽
濺鍍(dù),一般指的是磁控(kòng)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)之間加上高壓直流電,因為輝光放(fàng)電(glow discharge)發生的(de)電子激起慵懶氣體,發生(shēng)等離子體,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(zǐ)伏特或更高動能的荷(hé)電粒子炮擊資(zī)料外表,使其濺射(shè)出進入氣相,可用來(lái)刻蝕和鍍膜。入射(shè)一個(gè)離子(zǐ)所濺射(shè)出的(de)原子個數稱為濺射(shè)產額(Yield)產額越(yuè)高濺射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最(zuì)低。一般在0.1-10原子(zǐ)/離子。離子能夠直流輝(huī)光放電(glow discharge)發(fā)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(jī)負電(diàn)之靶材而濺射也靶材,而鍍至被鍍物上。
正常(cháng)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。濺鍍時應盡也許保持其安(ān)穩。任何資料皆可濺射(shè)鍍膜,即便高熔點資料也簡單濺鍍,但對非導體靶材須以射頻(RF)或脈(mò)衝(pulse)濺射;且因(yīn)導電性(xìng)較差(chà),濺鍍功率及(jí)速度較低。金屬濺鍍功率可達10W/cm2,非金(jīn)屬<5W/cm2
二極濺鍍(dù)射:靶材為陰極,被鍍工件及工件架為(wéi)陽極,氣(qì)體(氬(yà)氣Ar)壓力約幾Pa或更高(gāo)方可得較高鍍率。
磁(cí)控濺射:在陰極靶外表構成一正交電磁場,在此(cǐ)區電子密度高,進而進步離子密度,使(shǐ)得濺鍍率進步(一個數量級),濺射(shè)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技能(néng)之一。
其它有偏壓濺射、反應(yīng)濺射(shè)、離子束濺射等鍍膜技能
濺鍍(dù)機設備與技(jì)能(磁控濺鍍(dù))
濺鍍機由真空室,排氣係統,濺射源和操(cāo)控係(xì)統構成。濺(jiàn)射源又分為(wéi)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(píng)麵型分為矩型和圓型(xíng),靶資料利用率30- 40%,圓柱型靶資料(liào)利用率(lǜ)>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(xū)可災弧。
射頻:13.56MHZ,非導體用。脈衝:泛用,最新發展出 濺鍍時(shí)須操控參數有濺射電流,電壓或(huò)功率,以及濺(jiàn)鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數皆安穩,膜厚能夠(gòu)鍍膜時刻(kè)估量出來。
靶(bǎ)材的挑選與處理十分重要(yào),純度要佳,質地(dì)均(jun1)勻,沒(méi)有(yǒu)氣(qì)泡、缺點,外表應平坦光亮。關(guān)於直接冷卻靶,須留意其在濺射後靶材變薄,有也許決裂特別是非金屬靶。一般靶材最薄(báo)處不行小於原靶厚之一(yī)半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入(rù)氬氣(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的(de)壓力下進行濺鍍其(qí)間須留意電流、電壓及壓力。開始時濺鍍若有打火(huǒ),可緩慢(màn)調(diào)升電壓,待(dài)安穩放電後再關shutter. 在這個進程中,離(lí)子化的慵懶氣體(tǐ)(Ar)清洗和露出(chū)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而發生一自在(zài)基,並保持真空狀況下施以濺鍍構成外表締結構,使外表締(dì)結構與自(zì)在基發生填補和高附著性(xìng)的化學性和物理性的(de)聯係(xì)狀況,以在外(wài)表外安定地構成薄膜. 其間,薄膜是先通過把外表締造物大致地填滿該塑膠毛纖細孔後(hòu)並作連接而構成。
濺鍍與常用的蒸騰鍍相比,濺鍍具有電鍍層與基(jī)材的聯係力強-附著力比蒸騰鍍高(gāo)過10倍以上,電鍍層細(xì)密,均勻(yún)等優點.真空蒸鍍需要使金屬或金屬氧化物蒸(zhēng)騰汽化,而加熱的溫度不(bú)能太高,不然,金屬氣體堆積在塑膠基材放熱而燒壞塑膠基材.濺射粒子幾(jǐ)不受重力影響,靶材(cái)與基板方位可自在組織,薄膜構(gòu)成(chéng)前期成核密度高,可(kě)出產10nm以下的(de)極薄(báo)接連膜,靶(bǎ)材的壽命長,可長時刻自動化接連出產。
靶材可製作(zuò)成各種形狀,合作機台的特別設計做非常好(hǎo)的操控及最有功率的出產(chǎn) 濺鍍利用高壓電場(chǎng)做發生等離子鍍膜物質,運用幾乎一切高熔點金屬,合金和金屬氧化物,如:鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.並且,它是一個強(qiáng)行堆積的進程,選用這種技能取(qǔ)得的電鍍層與塑(sù)膠基材附著(zhe)力遠遠高於真空蒸鍍法.但(dàn),加工成本相對較(jiào)高.真空濺鍍(dù)是通過離子磕碰而取得薄膜的一種技能,首要分為兩類,陰(yīn)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環(huán)境:a,高真空以削減氧化(huà)物的發生b,慵懶技能氣體,一(yī)般(bān)為氬器氣c,電場d,磁場(chǎng)e,冷卻水用以帶走濺鍍時發生的高(gāo)熱。