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。真空镀膜有蒸发镀膜形式。天津金属真空镀膜加工
真空镀膜的方法:溅射镀膜:溅射镀膜是指在真空室中,利用荷能粒子轰击靶表面,使靶材的原子或分子从表面发射出来,进而在基片上沉积的技术。在溅射镀钛的实验中,电子、离子或中性粒子均可作为轰击靶的荷能粒子,而由于离子在电场下易于加速并获得较大动能,所以一般是用Ar+作为轰击粒子。与传统的蒸发镀膜相比,溅射镀膜可以在低温、低损伤的条件下实现高速沉积、附着力较强、制取高熔点物质的薄膜,在大面积连续基板上可以制取均匀的膜层。溅射镀膜被称为可以在任何基板上沉积任何材料的薄膜技术,因此应用十分普遍。湖南叉指电极真空镀膜加工真空镀膜机镀膜常用在相机、望远镜,显微镜的目镜、物镜、棱镜的表面,用以增加像的照度。
真空镀膜的方法很多,计有:真空蒸镀:将需镀膜的基体清洗后放到镀膜室,抽空后将膜料加热到高温,使蒸气达到约13。3Pa而使蒸气分子飞到基体表面,凝结而成薄膜。阴极溅射镀:将需镀膜的基体放在阴极对面,把惰性气体(如氩)通入已抽空的室内,保持压强约1。33~13。3Pa,然后将阴极接上2000V的直流电源,便激发辉光放电,带正电的氩离子撞击阴极,使其射出原子,溅射出的原子通过惰性气氛沉积到基体上形成膜。化学气相沉积:通过热分解所选定的金属化合物或有机化合物,获得沉积薄膜的过程。离子镀:实质上离子镀系真空蒸镀和阴极溅射镀的有机结合,兼有两者的工艺特点。
真空镀膜:PVD技术工艺步骤:清洗工件:接通直流电源,氩气进行辉光放电为氩离子,氩离子轰击工件表面,工件表层粒子和脏物被轰溅抛出;镀料的气化:即通入交流电后,使镀料蒸发气化。镀料离子的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞以及高压电场后,高速冲向工件;镀料原子、分子或离子在基体上沉积:工件表面上的蒸发料离子超过溅失离子的数量时,则逐渐堆积形成一层牢固粘附于工件表面的镀层。离子镀时,蒸发料粒子电离后具有三千到五千电子伏特的动能,高速轰击工件时,不但沉积速度快,而且能够穿透工件表面,形成一种注入基体很深的扩散层,离子镀的界面扩散深度可达四至五微米,也就是说比普通真空镀膜的扩散深度要深几十倍,甚至上百倍,因而彼此粘附得特别牢。使用等离子体增强气相沉积法(PECVD)可在低温(200-350℃)沉积出良好的氧化硅薄膜。
真空镀膜的方法:分子束外延:分子束外延(MBE)是一中很特殊的真空镀膜工艺,是在10-8Pa的超高真空条件下,将薄膜的诸组分元素的分子束流,在严格的监控之下,直接喷射到衬底表面。MBE的突出优点在于能生长极薄的单晶膜层,并且能精确地控制膜厚和组分与掺杂适于制作微波,光电和多层结构器件,从而为制作集成光学和超大规模集成电路提供了有力手段。利用反应分子束外延法制备TiO2薄膜时,不需要考虑中间的化学反应,又不受质量传输的影响,并且利用开闭挡板(快门)来实现对生长和中断的瞬时控制,因此膜的组分和掺杂浓度可随着源的变化而迅速调整。MBE的衬底温度Z低,因此有减少自掺杂的优点。真空镀膜机的优点:对印刷、复合等后加工具有良好的适应性。湖南叉指电极真空镀膜加工
等离子体增强气相沉积法已被普遍应用于半导体器件工艺当中。天津金属真空镀膜加工
真空镀膜:反应性离子镀:如果采用电子束蒸发源蒸发,在坩埚上方加20V~100V的正偏压。在真空室中导入反应性气体,如氮气、氧气、乙炔、甲烷等反应性气体代替氩气,或在此基础上混入氩气。电子束中的高能电子可以达到几千至几万电子伏特的能量,不仅可以使镀料熔化蒸发,而且能在熔化的镀料表面激励出二次电子。二次电子在上方正偏压作用下加速,与镀料蒸发中性粒子发生碰撞而电离成离子,在工件表面发生离化反应,从而获得氧化物(如TeO2、SiO2、Al2O3、ZnO、SnO2、Cr2O3、ZrO2、InO2等)。其特点是沉积率高,工艺温度低。天津金属真空镀膜加工
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