1樓:北京中諾新材
磁控濺射是一種物理氣相沉積方法,它可以通過使用施加到二極體濺射靶上的特殊形成的磁場來沉積各種材料,包括金屬靶材、合金靶材、陶瓷靶材等。沉積速率或成膜速率是衡量磁控濺射機效率的重要引數。
影響沉積速率的因素有很多,包括工作氣體的種類、工作氣體的壓力、濺射靶的溫度、磁場強度等。但是今天,我們要談談影響磁控濺射靶材鍍膜沉積速率的3個重要因素:濺射電壓、電流和功率。
濺射電壓 (v)
濺射電壓對成膜速率的影響有這樣乙個規律:電壓越高,濺射速率越快,而且這種影響在濺射沉積所需的能量範圍內是緩和的、漸進的。在影響濺射係數的因素中,在濺射靶材和濺射氣體之後,放電電壓確實很重要。
一般來說,在正高衝鎮常的磁控濺射過程中,放電電壓越高,濺射係數越大,這意味著入射離子具有更高的能量。因此,固體靶材的原子更容易被濺射出並沉積在基板上形成薄膜。
濺射電流 (i)
磁控靶的濺射電流與濺射靶材表面的離子電流成正比,因此也是影響濺射速率的重要因素。磁控濺射有乙個普遍規律,即在最佳氣壓下沉積速度最快(根據不同的濺射靶材和不同的濺射專案).因此,在不影響薄膜質量和滿足客戶要求的前提下,從濺射良率考慮氣體壓力的最佳值是合適的。
改變濺射電流有兩種方法:改變工作電壓或改變工作氣體壓力。
濺射功率 (p)
濺射功率對沉積速率的影響類似判配於濺射電壓。一般來說,提高磁控靶材的濺射功率可以提高成膜率。然而,這並不是乙個普遍的規則。
在磁控靶材的濺射電壓低(例如200伏左右),濺射電流大的情況下,雖然平均濺射功率不低,但離子不能被濺射戚粗,也不能沉積。前提是要求施加在磁控靶材上的濺射電壓足夠高,使工作氣體離子在陰極和陽極之間的電場中的能量足夠大於靶材的"濺射能量閾值" .
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影響靶材鍍膜沉積速率的因素很多,主要包括以下幾個方面:
1. 濺射功率:濺射功率是指濺射過程中靶材受到的能量輸入速率,它與沉積速率密切相關。濺射功率越高,靶材的濺射速率也越高,從而使得薄膜的沉積速率加快。
2. 沉積氣壓:沉積氣壓會影響薄膜的成核和沉積速率。
在高氣壓下,氣體分子與濺射物質的碰撞頻率增加,容易形成成核中心,促進沉積速率的加快。但是過高的氣壓會導致靶材表面產生氣泡、裂紋和不良反應等現象,影響薄膜的質碼謹昌量。
3. 靶材-基底距離:靶材與基晌空底之間的距離也會影響沉積速率。距離越短,濺射物質在到達基底之前的分散程度越小,從而使得薄膜的沉積速率加快。
4. 沉積時間:沉積時間是指在同樣的濺射條件下,靶材被鍍的時間。時間越長,沉積速率越快,但同時也會影響薄膜的質量和均勻性。
5. 靶材的化學成分和結構:不遲扒同的靶材化學成分和結構會影響沉積速率。比如,硬度較大的合金靶材沉積速率可能較慢,而硬度較小的單質金屬靶材沉積速率可能較快。
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首先是靶室的真空度和溫度。其次還有磁場強弱,電子束流與束斑大小。含返電位差高低和靶室大小談拆飢等因素。
真空度越高,無關氣體的碰撞越少,溫度越高,材御返料的飽和蒸氣壓也越高。
靶材純度對鍍膜生產有什麼影響?
4樓:北京中諾新材
濺射鍍膜對靶材質量的要求高於傳統材料行業。
當基板進入高真空鍍膜室時,如果靶材不夠純淨,在電場和磁場的作用下,濺射過程中靶型慶材中的雜質顆粒會附著在基板表面。這會影響薄膜的牢固性,甚至會導致薄膜層脫落。因此,靶材純度越高,薄膜效能越好。
以銅 (cu) 濺射靶材為例。在製備銅濺射靶時,不可避免地會引入硫、鉛等其他雜質含量。微量的硫可以防止熱加工時晶粒尺寸增大或產生微裂紋;但當硫元素含量高於18 ppm時,會出現微裂紋;隨著兩種雜質元素(硫和鉛)含量的增加,靶材裂紋的數量和電弧放電的數量會增加。
因此,應儘可能降低靶材中的雜質含量,以提高薄膜的均勻性。
對於合金靶材,常會出現材料分佈不均的現象,如sial靶中陸租此的鋁團聚,鋅鋁靶中鋁的偏析(鋁的原子質量為27小於鋅的原子質量65,澆注後在冷卻過程中鋁會上浮,引起一側鋁含量高,一側低).由於熔點低,sial靶中團聚的al在濺射成膜過程中非常容易出現掉渣,而噴塗過程中al的加入量是一定的,一部分出現團聚時說早迅明其它位置鋁含量偏少,影響sial靶的導熱和導電性,從而使濺射速率出現不一致,膜層均勻性變差,靶材出現開裂,加劇靶材放電的現象,也會降低成膜質量。而靶材成分的偏析會影響濺射速率(膜層均勻性)和膜層成分。
因此,除控制靶材純度外,合金靶中材質的分佈也是至關重要的。
對於導熱性較差的靶材,如sial靶材,由於靶材雜質的存在,會阻礙傳熱,導致靶材在使用過程中開裂。一般情況下,輕微的裂紋不會對鍍層生產產生很大影響,但是當靶材出現明顯裂紋時,電荷很容易集中在裂紋邊緣,導致靶材異常放電。放電現象會導致夾渣、成膜異常、產品報廢增加。
因此,在靶材的製備過程中,除控制純度外,也應該控制製備工藝條件。
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靶材的純度對濺射鍍膜生產有重要影響。禪絕高純度的靶材可以帶來以下幾個方面的影響:
1. 薄膜質量:靶材的高純度可以減少雜質的含量,降低薄膜中的雜質含量,從而提高薄膜的質量和純淨度。這對於要求高質量、低雜質的薄膜應用非常重要,如光學塗層、半導體器件等。
2. 膜層效能:靶材的純度直接影響膜層的效能。
例如,在光學塗層中,高純度的靶材可以減少光學損耗,提高透過率和反射率的精確控制;在電子器件中,高純度的靶材可以提供更好的電導性和穩定性。
3. 結構和成分控制:高純度的靶材有助於精確控制薄膜的結構和成分。
通彎衡過使用高純度的靶材,可以實現對薄膜的厚度、成分和晶體結構的精確控賀鬧姿制,滿足特定應用對薄膜效能和結構的要求。
4. 沉積速率和效率:高純度的靶材通常具有更高的沉積速率和效率。
較低純度的靶材可能會包含雜質元素或氧化物,這些雜質會降低靶材的濺射效率和薄膜的沉積速率。使用高純度的靶材可以提高生產效率和塗層質量的一致性。
在磁控濺射鍍膜過程中,薄膜沉積速率由哪些因素決定?
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1. 濺射功率:濺射功率是指施加到靶材上的功率,它直接影響薄膜的沉積速率。增加濺射功率會增加靶材表面的濺射粒子數,從而增加沉積速率。
2. 靶材性質:靶材的性質對沉積速帆森槐率起著重要作用。靶材的組成、形狀和尺寸等特性會影響濺射過程中濺射粒子的產生和傳輸,進而影響沉積速率。
3. 氣體氛圍:在磁控濺射過程中,通常會引入惰性氣體春橘(如氬氣)作為氣氛。氣氛的壓力和流量會影響濺射粒子的運動和輸運,從而對沉積速率產生影響。
4. 底座到靶材的距離:底座到靶材的距離,即工件到靶材的距離,會影響濺射粒子的傳輸和到達工件表面的能量。較近的距離可能增加濺射粒子的能量和沉積速率。
5. 磁場配置:磁場的設定和配置會對磁控濺射過程中態友的離子運動和濺射粒子的傳輸產生影響。適當的磁場配置可以提高離子的產生和傳輸效率,從而增加沉積速率。
6. 工件表面特性:工件表面的形態、成分和粗糙度等特性也會影響沉積速率。表面的形態和粗糙度可以影響濺射粒子的吸附和擴散過程,從而影響沉積速率。
在磁控濺射鍍膜過程中,薄膜沉積速率由哪些因素決定?
7樓:網友
沉積速率是指從靶材上濺射出來的材料,在單位時間內沉積到基片上的膜層厚度,該速率與濺射率成正比。有下列關係式:
qt=cih
式中:qt—表示沉積速率;
c—表徵濺射裝置特性的常數;
i—表示離子流;
h—表示濺射速率。
由此式可見,當濺射裝置一定(即c為確定值,這個是濺射裝置的固定引數,在設計之初,一般由靶基距等關鍵引數決定),又選定了工作氣體後,提高沉積速率的最好辦法是提高離子流i。
磁控濺射法成膜速率正比於靶功率。決定沉積速率的因素有:刻蝕區的功率密度,刻蝕區面積,靶—基距,靶材,氣體壓強,氣體成分等。
上面列出的幾個引數大致上是按重要性排列的,但其中有些引數之間有相互影響,如壓強、功率密度及刻蝕區面積等。此外靶的熱學效能與機械特性等也是限制最大濺射速率的因素。
鍍膜靶材材料成分
8樓:網友
鍍膜靶材材料成分分2種:
1. 金屬靶材:
1. 金屬靶材:
鎳靶、ni、鈦靶、ti、鋅靶、zn、鉻靶、cr、鎂靶、mg、鈮靶、nb、錫靶、sn、鋁靶、al、銦靶、in、鐵靶、fe、鋯鋁靶、zral、鈦鋁靶、tial、鋯靶、zr、鋁矽靶、alsi、矽靶、si、銅靶cu、鉭靶t、a、鍺靶、ge、銀靶、ag、鈷靶、co、金靶、au、釓靶、gd、鑭靶、la、釔靶、y、鈰靶、ce、鎢靶、w、不鏽鋼靶、鎳鉻靶、nicr、鉿靶、hf、鉬靶、mo、鐵鎳靶、feni、鎢靶、w等。
2. 陶瓷靶材。
ito靶、氧化鎂靶、氧化鐵靶、氮化矽靶、碳化矽靶、氮化鈦靶、氧化鉻靶、氧化鋅靶、硫化鋅靶、二氧化矽靶、一氧化矽靶、氧化鈰靶、二氧化鋯靶、五氧化二鈮靶、二氧化鈦靶、二氧化鋯靶,、二氧化鉿靶,二硼化鈦靶,二硼化鋯靶,三氧化鎢靶,三氧化二鋁靶五氧化二鉭,五氧化二鈮靶、氟化鎂靶、氟化釔靶、硒化鋅靶、氮化鋁靶,氮化矽靶,氮化硼靶,氮化鈦靶,碳化矽靶,鈮酸鋰靶、鈦酸鐠靶、鈦酸鋇靶、鈦酸鑭靶、氧化鎳靶、濺射靶材等。
9樓:華譜技術服務
我們上海華譜檢測,依託同濟大學先進材料分析測試平臺,可以對鍍膜靶材的元素做分析。
10樓:努力變勇敢
靶材 有很多 ,你具體是需要哪種。
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