濺射鍍膜的原理是稀薄氣體在異常輝光 放電產生的等離子體在電場的作用下,對陰極靶 材表面進行轟擊,把靶材表面的分子、原子、離子 及電子等濺射出來,被濺射出來的粒子帶有一定 的動能,沿一定的方向射向基體表面,在基體表 面形成鍍層。
濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)鍍膜最(zui)初出現的(de)(de)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)二(er)極(ji)(ji)濺(jian)(jian)(jian)(jian) 射(she)(she)(she)(she)(she),它的(de)(de)優點(dian)(dian)是(shi)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)簡(jian)單(dan),但(dan)是(shi)直(zhi)流(liu)(liu)二(er)極(ji)(ji)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)沉 積(ji)速率低(di)(di);為了保(bao)持自(zi)持放電(dian),不(bu)能在(zai)(zai)低(di)(di)氣壓 (<0.1 Pa)下進行;不(bu)能濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)絕緣材(cai)料等缺點(dian)(dian)限 制了其應(ying)用(yong)(yong)。在(zai)(zai)直(zhi)流(liu)(liu)二(er)極(ji)(ji)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)中增(zeng)(zeng)加一個(ge) 熱陰極(ji)(ji)和輔(fu)助(zhu)陽極(ji)(ji),就構成直(zhi)流(liu)(liu)三極(ji)(ji)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)。增(zeng)(zeng)加 的(de)(de)熱陰極(ji)(ji)和輔(fu)助(zhu)陽極(ji)(ji)產生的(de)(de)熱電(dian)子(zi)(zi)增(zeng)(zeng)強了濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she) 氣體原子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)離(li),這樣使(shi)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)即使(shi)在(zai)(zai)低(di)(di)氣壓下 也能進行;另外,還可降(jiang)低(di)(di)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)電(dian)壓,使(shi)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)在(zai)(zai)低(di)(di) 氣壓,低(di)(di)電(dian)壓狀態下進行;同時放電(dian)電(dian)流(liu)(liu)也增(zeng)(zeng)大, 并可獨立控(kong)制,不(bu)受電(dian)壓影響。在(zai)(zai)熱陰極(ji)(ji)的(de)(de)前面 增(zeng)(zeng)加一個(ge)電(dian)極(ji)(ji)(柵網(wang)狀),構成四(si)極(ji)(ji)濺(jian)(jian)(jian)(jian)射(she)(she)(she)(she)(she)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi),可 使(shi)放電(dian)趨于(yu)穩定(ding)。但(dan)是(shi)這些裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)難以獲得(de)濃度(du)較(jiao) 高的(de)(de)等離(li)子(zi)(zi)體區,沉積(ji)速度(du)較(jiao)低(di)(di),因而未(wei)獲得(de)廣(guang) 泛(fan)的(de)(de)工業(ye)應(ying)用(yong)(yong)。
磁控濺射是由二極濺射基礎上發展而來,在 靶材表面建立與電場正交磁場,解決了二極濺射 沉積速率低,等離子體離化率低等問題,成為目 前鍍膜工業主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜 技術相比具有如下特點:可制備成靶的材料廣, 幾乎所有金屬,合金和陶瓷材料都可以制成靶 材;在適當條件下多元靶材共濺射方式,可沉積配比精準恒定的合金;在濺射的放電氣氛中加入 氧、氮或其它活性氣體,可沉積形成靶材物質與 氣體分子的化合物薄膜;通過精(jing)準地控制濺射鍍 膜過程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過離 子濺射靶材料物質由固態直接轉變為等離子態, 濺射靶的安裝不受限制,適合于大容積鍍膜室多 靶布置設計;濺射鍍膜速度快,膜層致密,附著性 好等特點,很適合于大批量,高效率工業生產。近 年來磁控濺射技術發展很快,具有代表性的方法 有射頻濺射、反應磁控濺射、非平衡磁控濺射、脈 沖磁控濺射、高速濺射等。
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