北京金属磁控溅射工艺

磁控溅射的基本原理就是以磁场改变电子运动方向，束缚和延长运动路径，提高电子的电离概率和有效地利用了电子的能量。因此在形成高密度等离子体的异常辉光放电中，正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效，同时受正交电磁场的束缚的电子只能在其能量将要耗尽时才能沉积在基片上，这就是磁控溅射具有低温高速两大特点的机理。磁控溅射的特点是成膜速率高，基片温度低，膜的粘附性好，可实现大面积镀膜。该技术可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。空磁控溅射技术是指一种利用阴极表面配合的磁场形成电子陷阱，使E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。北京金属磁控溅射工艺

磁控溅射靶材的分类：根据材料的成分不同，靶材可分为金属靶材、合金靶材、无机非金属靶材等。其中无机非金属靶材又可分为氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同种类靶材。根据几何形状的不同，靶材可分为长方体形靶材、圆柱体靶材和不规则形状靶材；此外，靶材还可以分为实心和空心两种类型靶材。目前靶材较常用的分类方法是根据靶材应用领域进行划分，主要包括半导体领域应用靶材、记录介质应用靶材、显示薄膜应用靶材、光学靶材、超导靶材等。其中半导体领域用靶材、记录介质用靶材和显示靶材是市场需求规模较大的三类靶材。福建直流磁控溅射方案溅射所获得的薄膜纯度高、致密度好、成膜均匀性好。

磁控溅射包括很多种类，各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点：利用磁场与电场交互作用，使电子在靶表面附近成螺旋状运行，从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。磁控反应溅射绝缘体看似容易，而实际操作困难。主要问题是反应不光发生在零件表面，也发生在阳极，真空腔体表面以及靶源表面，从而引起灭火，靶源和工件表面起弧等。国外发明的孪生靶源技术，很好的解决了这个问题。其原理是一对靶源互相为阴阳极，从而消除阳极表面氧化或氮化。

磁控溅射的工艺研究：1、磁场：用来捕获二次电子的磁场必须在整个靶面上保持一致，而且磁场强度应当合适。磁场不均匀就会产生不均匀的膜层。磁场强度如果不适当，那么即使磁场强度一致也会导致膜层沉积速率低下，而且可能在螺栓头处发生溅射。这就会使膜层受到污染。如果磁场强度过高，可能在开始的时候沉积速率会非常高，但是由于刻蚀区的关系，这个速率会迅速下降到一个非常低的水平。同样，这个刻蚀区也会造成靶的利用率比较低。2、可变参数：在溅射过程中，通过改变改变这些参数可以进行工艺的动态控制。这些可变参数包括:功率、速度、气体的种类和压强。物相沉积技术工艺过程简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强。

特殊溅射沉积技术：反应溅射参数与生成物性能的关系：在纯Ar状态下溅射沉积的时纯铝膜，当氮气被引入真空室后，靶面发生变化，随氮气的量不断上升，填充因子下降，膜内AlN含量上升，膜的介质性提高，方块电阻增加，当氮气达到某一值时，沉积膜就是纯的AlN。同时电流不变的条件下，电压下降，沉积速率降低。根据膜的导电性的高低可定性的将反应溅射过程分为两种模式--金属模式和化合物模式，介乎两者之间是过渡区。一般认为膜的方块电阻在1000之下是金属模式，大于几M为化合物模式。由于反应气体量的增加，靶面上会形成一层化合物，薄膜成分变化的同时沉积速率下降当气体量按原来增加量减少时，放电曲线及沉积速率都出现滞后现象。溅射可连续工作，镀膜过程容易自动控制，工业上流水线作业。江西陶瓷靶材磁控溅射

用磁控靶源溅射金属和合金很容易，点火和溅射很方便。北京金属磁控溅射工艺

磁控溅射体系设备的稳定性，对所生成的膜均匀性、成膜质量、镀膜速率等方面有很大的影响。磁控溅射体系设备的溅射品种有许多，按照运用的电源分，能够分为直流磁控溅射，射频磁控溅射，中频磁控溅射等等。溅射涂层开始显示出简略的直流二极管溅射。它的优点是设备简略，但直流二极管溅射堆积速率低；为了坚持自我约束的排放，它不能在低压下进行；它不能溅射绝缘材料。这样的缺陷约束了它的运用。在直流二极管溅射设备中添加热阴极和辅佐阳极可构成直流三极管溅射。由添加的热阴极和辅佐阳极发生的热电子增强了溅射气体原子的电离作用，因而即便在低压下也能够进行溅射。不然，能够下降溅射电压以进行低压溅射。在低压条件下；放电电流也会添加，并且能够不受电压影响地单独操控。在热阴极之前添加电极（网格状）以形成四极溅射装置能够稳定放电。可是，这些装置难以获得具有高浓度和低堆叠速度的等离子体区域，因而其尚未在工业中普遍运用。北京金属磁控溅射工艺

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