广州磁控溅射工艺 广东省科学院半导体研究所供应

高能脉冲磁控溅射技术是利用较高的脉冲峰值功率和较低的脉冲占空比来产生高溅射金属离化率的一种磁控溅射技术。电源与等离子体淹没离子注入沉积方法相结合，形成一种新颖的成膜过程与质量调控技术，是可应用于大型矩形靶的离化率可控磁控溅射新技术，填补了国内在该方向的研究空白。将高能冲击磁控溅射与高压脉冲偏压技术复合，利用其高离化率和淹没性的特点，通过成膜过程中入射粒子能量与分布的有效操控，实现高膜基结合力、高质量，广州磁控溅射工艺、高均匀性薄膜的制备。同时结合全新的粒子能量与成膜过程反馈控制系统，开展高离化率等离子体发生、等离子体的时空演变及荷能粒子成膜物理过程控制等方面的研究与工程应用。其中心技术具有自主知识产权，已申请相关发明专利两项。该项技术对实现PVD沉积关键瓶颈问题的突破具有重大意义，有助于提升我国在表面工程加工领域的国际竞争力。如在交通领域，该技术用于汽车发动机三部件，可降低摩擦25%，减少油耗3%；机械加工领域，广州磁控溅射工艺，沉积先进镀层可使刀具寿命提高2～10倍，广州磁控溅射工艺，加工速度提高30-70%。磁控溅射镀膜的应用领域：高级产品零/部件表面的装饰镀中的应用。广州磁控溅射工艺

PVD技术特征：过滤阴极弧。过滤阴极电弧配有高效的电磁过滤系统，可将弧源产生的等离子体中的宏观大颗粒过滤掉，因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。离子束：离子束加工是在真空条件下，先由电子枪产生电子束，再引入已抽成真空且充满惰性气体之电离室中，使低压惰性气体离子化。由负极引出阳离子又经加速、集束等步骤，获得具有一定速度的离子投射到材料表面，产生溅射效应和注入效应。由于离子带正电荷，其质量比电子大数千、数万倍，所以离子束比电子束具有更大的撞击动能，是靠微观的机械撞击能量来加工的。广州直流磁控溅射仪器磁控溅射镀膜常见领域应用：微电子。可作为非热镀膜技术，主要用于化学气相沉积。

直流溅射的结构原理如下：真空室中装有辉光放电的阴极，靶材就装在此极表面上，接受离子轰击；安装镀膜基片或工件的样品台以及真空室接地，作为阳极。操作时将真空室抽至高真空后，通入氩气，并使其真空度维持在1.0Pa左右，再加上2-3kV的直流电压于两电极之上，即可产生辉光放电。此时，在靶材附近形成高密度的等离子体区，即负辉区该区中的离子在直流电压的加速下轰击靶材即发生溅射效应。由靶材表面溅射出来的原子沉积在基片或工件上，形成镀层。

射频磁控溅射是一种制备薄膜的工艺，特别是在使用非导电材料时，薄膜是在放置在真空室中的基板上生长的。强大的磁铁用于电离目标材料，并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用钻头的人射频磁控溅射过程的第一步是将基片材料置于真空中真空室。然后空气被移除，目标材料，即构成薄膜的材料，以气体的形式释放到腔室中。这种材料的粒子通过使用强大的磁铁被电离。现在以等离子体的形式，带负电荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范围从几个原子或分子到几百个。磁铁有助于加速薄膜的生长，因为对原子进行磁化有助于增加目标材料电离的百分比。电离原子更容易与薄膜工艺中涉及的其他粒子相互作用，因此更有可能在基底上沉积。这提高了薄膜工艺的效率，使它们能够在较低的压力下更快地生长。脉冲磁控溅射可以有效地抑制电弧产生进而消除由此产生的薄膜缺陷。

磁控溅射是物理的气相沉积的一种，也是物理的气相沉积中技术较为成熟的。磁控溅射的工作原理是电子在电场的作用下，在飞向基材过程中与氩原子发生碰撞，电离出氩正离子和新的电子；新电子飞向基材，氩正离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射；在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基材上形成薄膜。磁控溅射技术制备的薄膜具有硬度高、强度大、耐磨性好、摩擦系数低、稳定性好等优点。磁控溅射镀膜工艺过程简单，对环境无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基材的结合力强。这种技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，是太阳选择性吸收涂层更理想的制备方法。磁控溅射镀膜的应用领域：在不锈钢刀片涂层技术中的应用。广州直流磁控溅射仪器

磁控溅射在靶材表面建立与电场正交磁场。广州磁控溅射工艺

磁控溅射设备的主要用途：1、各种功能性薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如，低温沉积氮化硅减反射膜，以提高太阳能电池的光电转换效率。2、装饰领域的应用，如各种全反射膜及半透明膜等，如手机外壳，鼠标等。3、在微电子领域作为一种非热式镀膜技术，主要应用在化学气相沉积（CVD）或金属有机。4、化学气相沉积（CVD）生长困难及不适用的材料薄膜沉积，而且可以获得大面积非常均匀的薄膜。5、在光学领域：中频闭合场非平衡磁控溅射技术也已在光学薄膜（如增透膜）、低辐射玻璃和透明导电玻璃等方面得到应用。特别是透明导电玻璃普遍应用于平板显示器件、太阳能电池、微波与射频屏蔽装置与器件、传感器等。6、在机械加工行业中，表面功能膜、超硬膜，自润滑薄膜的表面沉积技术自问世以来得到长足发展，能有效的提高表面硬度、复合韧性、耐磨损性和抗高温化学稳定性能，从而大幅度地提高涂层产品的使用寿命。广州磁控溅射工艺

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