磁控濺射系統(tǒng)的原理是稀薄氣體在反常輝光 放電發(fā)生的等離子體在電場(chǎng)的效果下,對(duì)陰極靶 材外表進(jìn)行炮擊,把靶材外表的分子、原子、離子 及電子等濺射出來(lái),被濺射出來(lái)的粒子帶有必定 的動(dòng)能,沿必定的方向射向基體外表,在基體表 面構(gòu)成鍍層。
濺射鍍膜開始呈現(xiàn)的是簡(jiǎn)略的直流二極濺 射,它的長(zhǎng)處是設(shè)備簡(jiǎn)略,可是直流二極濺射沉 積速率低;為了堅(jiān)持自我克制放電,不能在低氣壓下進(jìn)行;不能濺射絕緣資料等缺陷限 制了其使用。在直流二極濺射設(shè)備中添加一個(gè) 熱陰極和輔佐陽(yáng)極,就構(gòu)成直流三極濺射。添加 的熱陰極和輔佐陽(yáng)極發(fā)生的熱電子增強(qiáng)了濺射 氣體原子的電離,這樣使濺射即使在低氣壓下 也能進(jìn)行;別的,還可下降濺射電壓,使濺射在低 氣壓,低電壓狀態(tài)下進(jìn)行;一起放電電流也增大, 并可獨(dú)立操控,不受電壓影響。在熱陰極的前面 添加一個(gè)電極(柵網(wǎng)狀),構(gòu)成四極濺射設(shè)備,可 使放電趨于穩(wěn)定。可是這些設(shè)備難以取得濃度較 高的等離子體區(qū),堆積速度較低,因而未取得廣 泛的工業(yè)使用。
磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上開展而來(lái),在靶材外表樹立與電場(chǎng)正交磁場(chǎng),處理了二極濺射 堆積速率低,等離子體離化率低一級(jí)問(wèn)題,成為現(xiàn)在鍍膜工業(yè)首要辦法之一。磁控濺射與其它鍍膜 技能比較具有如下特色:可制備成靶的資料廣, 簡(jiǎn)直一切金屬,合金和陶瓷資料都可以制成靶 材;在恰當(dāng)條件下多元靶材共濺射方式,可堆積配比準(zhǔn)確穩(wěn)定的合金;在濺射的放電氣氛中加入 氧、氮或其它活性氣體,可堆積構(gòu)成靶材物質(zhì)與 氣體分子的化合物薄膜;經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確地操控濺射鍍膜進(jìn)程,簡(jiǎn)單取得均勻的高精度的膜厚;經(jīng)過(guò)離 子濺射靶資料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài), 濺射靶的安裝不受限制,適合于大容積鍍膜室多 靶布置設(shè)計(jì);濺射鍍膜速度快,膜層細(xì)密,附著性 好等特色,很適合于大批量,高效率工業(yè)生產(chǎn)。近 年來(lái)磁控濺射技能開展很快,具有代表性的辦法 有射頻濺射、反響磁控濺射、非平衡磁控濺射、脈沖磁控濺射、高速濺射等。