磁控溅射可改变工作气体与氩气比例从而进行反应溅射,例如使用Si靶材,通入一定比例的N2,氩气作为工作气体,而氮气作为反应气体,反应能得到SiNx薄膜。通入氧气与氮气从而获得各种材料的氧化物与氮化物薄膜,通过改变反应气体与工作气体的比例也能对溅射速率进行调整,薄膜内组分也能相应调整。但反应气体过量时可能会造成靶中毒。解决靶中毒主要有以下几种方法;1.使用射频电源进行溅射;2.采用闭环控制反应气体通入流量;3.使用孪生靶交替溅射;4.控制镀膜模式的变换:在镀膜前,采集靶中毒的迟滞效应曲线,使进气流量控制在产生靶中毒的前沿,确保工艺过程始终处于沉积速率陡降前的模式。真空镀膜的操作规程:酸洗夹具应在通风装置内进行,并要戴橡皮手套。惠州光学真空镀膜
真空镀膜:各种镀膜技术都需要有一个蒸发源或靶子,以便把蒸发制膜的材料转化成气体。由于源或靶的不断改进,扩大了制膜材料的选用范围,无论是金属、金属合金、金属间化合物、陶瓷或有机物质,都可以蒸镀各种金属膜和介质膜,而且还可以同时蒸镀不同材料而得到多层膜。蒸发或溅射出来的制膜材料,在与待镀的工件生成薄膜的过程中,对其膜厚可进行比较精确的测量和控制,从而保证膜厚的均匀性。每种薄膜都可以通过微调阀精确地控制镀膜室中残余气体的成分和质量分数,从而防止蒸镀材料的氧化,把氧的质量分数降低到较小的程度,还可以充入惰性气体等,这对于湿式镀膜而言是无法实现的。由于镀膜设备的不断改进,镀膜过程可以实现连续化,从而地提高产品的产量,而且在生产过程中对环境无污染。由于在真空条件下制膜,所以薄膜的纯度高、密实性好、表面光亮不需要再加工,这就使得薄膜的力学性能和化学性能比电镀膜和化学膜好。新型真空镀膜通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面,称为蒸发镀膜。
真空镀膜:真空蒸镀是在真空条件下,将镀料靶材加热并蒸发,使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面(或升华),并较终沉积在基体表面上的技术。在整个过程中,气态的原子、分子在真空中会经过很少的碰撞而直接迁移到基体,并沉积在基体表面形成薄膜。蒸发的方法包括电阻加热,高频感应加热,电子束、激光束、离子束高能轰击镀料等。真空蒸镀是PVD法中使用较早的技术。将镀料加热到蒸发温度并使之气化,这种加热装置称为蒸发源。较常用的蒸发源是电阻蒸发源和电子束蒸发源,特殊用途的蒸发源有高频感应加热、电弧加热、辐射加热、激光加热蒸发源等。
磁控溅射的工作原理是指电子在外加电场的作用下,在飞向衬底过程中与氩原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向衬底,Ar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片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量消耗殆尽,逐渐远离靶表面,并在电场的作用下沉积在衬底上。由于该电子的能量很低,传递给衬底的能量很小,致使衬底温升较低。真空镀膜中离子镀的镀层厚度均匀。
电子束蒸发蒸镀如钨(W)、钼(Mo)等高熔点材料,需要在坩埚的结构上做一定的改进,以提高镀膜的效率。高熔点的材料采用锭或者颗粒状放在坩埚当中,因为水冷坩埚导热过快,材料难以达到其蒸发的温度。经过实验的验证,蒸发高熔点的材料可以用薄片来蒸镀,将1mm材料薄片架空于碳坩埚上沿,薄片只能通过坩埚边沿来导热,散热速率慢,有利于达到材料蒸发的熔点。经验证,采用此种方式镀膜,薄膜均匀性良好,采用此方法可满足蒸镀50nm以下的材料薄膜。在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射,使其在被涂覆的物体上凝固并沉积的方法,称为真空镀膜。湛江UV真空镀膜
真空镀膜在所有被镀材料中,以塑料较为常见。惠州光学真空镀膜
在等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺中,由等离子体辅助化学反应过程。在等离子体辅助下,200 到500°C的工艺温度足以实现成品膜层的制备,因此该技术降低了基材的温度负荷。等离子可在接近基片的周围被激发(近程等离子法)。而对于半导体硅片等敏感型基材,辐射和离子轰击可能损坏基材。另一方面,在远程等离子法中,等离子体与基材间设有空间隔断。隔断不仅能够保护基材,也允许激发混合工艺气体的特定成分。然而,为保证化学反应在被激发的粒子真正抵达基材表面时才开始进行,需精心设计工艺过程。惠州光学真空镀膜
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