磁控濺射是物理沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等多材料,且具有設(shè)備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),而上世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來的磁控濺射法更是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫、低損傷。因?yàn)槭窃诘蜌鈮合逻M(jìn)行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對(duì)帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率,可以在樣品表面蒸鍍致密的薄膜。真空鍍膜機(jī)鍍膜常用在相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡,顯微鏡的目鏡、物鏡、棱鏡的表面,用以增加像的照度。甘肅真空鍍膜技術(shù)
磁控濺射的優(yōu)勢在于可根據(jù)靶材的性質(zhì)來選擇使用不同的靶電源進(jìn)行濺射,靶電源分為射頻靶(RF)、直流靶(DC)、直流脈沖靶(DC Pluse)。其中射頻靶主要用于導(dǎo)電性較差的氧化物、陶瓷等介質(zhì)膜的濺射,也可以進(jìn)行常規(guī)金屬材料濺射。直流靶只能用于導(dǎo)電性較好的金屬材料,而直流脈沖靶介于二者之間,可濺射硅、鍺等半導(dǎo)體材料。磁控濺射方向性要優(yōu)于電子束蒸發(fā),但薄膜質(zhì)量,表面粗糙度等方面不如電子束蒸發(fā)。但磁控濺射可用于多種材料,使用范圍廣,電子束蒸發(fā)則只能用于金屬材料蒸鍍,且高熔點(diǎn)金屬,如W,Mo等的蒸鍍較為困難。所以磁控濺射常用于新型氧化物,陶瓷材料的鍍膜,電子束則用于對(duì)薄膜質(zhì)量較高的金屬材料。EB真空鍍膜平臺(tái)真空鍍膜的鍍層質(zhì)量好。
真空鍍膜:可鍍材料普遍:離子鍍由于是利用高能離子轟擊工件表面,使大量的電能在工件表面轉(zhuǎn)換成熱能,從而促進(jìn)了表層組織的擴(kuò)散作用和化學(xué)反應(yīng)。然而,整個(gè)工件,特別是工件心部并未受到高溫的影響。因此這種鍍膜工藝的應(yīng)用范圍較廣,受到的局限性則較小。通常,各種金屬、合金以及某些合成材料、絕緣材料、熱敏材料和高熔點(diǎn)材料等均可鍍復(fù)。即可在金屬工件上鍍非金屬或金屬,也可在非金屬上鍍金屬或非金屬,甚至可鍍塑料、橡膠、石英、陶瓷等。
離子輔助鍍膜是在真空熱蒸發(fā)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種輔助鍍膜方法。當(dāng)膜料蒸發(fā)時(shí),淀積分子在基板表面不斷受到來自離子源的荷能離子的轟擊,通過動(dòng)量轉(zhuǎn)移,使淀積粒子獲得較大動(dòng)能,提高了淀積粒子的遷移率,從而使膜層聚集密度增加,使得薄膜生長發(fā)生了根本變化,使薄膜性能得到了改善。常用的離子源有克夫曼離子源、霍爾離子源。霍爾離子源是近年發(fā)展起來的一種低能離子源。這種源沒有柵極,陰極在陽極上方發(fā)出熱電子,在磁場作用下提高了電子碰撞工作氣體的幾率,從而提高了電離效率。正離子因陰極與陽極間的電位差而被引出。離子能量一般很低(50-150eV),但離子流密度較高,發(fā)散角大,維護(hù)容易。真空鍍膜鍍的薄膜涂層均勻。
PECVD一般用到的氣體有硅烷、笑氣、氨氣等其他。這些氣體通過氣管進(jìn)入在反應(yīng)腔體,在射頻源的左右下,氣體被電離成活性基團(tuán)。活性基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),在低溫(300攝氏度左右)生長氧化硅或者氮化硅。氧化硅和氮化硅可用于半導(dǎo)體器件的絕緣層,可有效的進(jìn)行絕緣。PECVD生長氧化硅薄膜是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,薄膜的沉積速率主要受到反應(yīng)氣體比例、RF功率、反應(yīng)室壓力、基片生長溫度等。在一定范圍內(nèi),提高硅烷與笑氣的比例,可提供氧化硅的沉積速率。在RF功率較低的時(shí)候,提升RF功率可提升薄膜的沉積速率,當(dāng)RF增加到一定值后,沉積速率隨RF增大而減少,然后趨于飽和。在一定的氣體總量條件下,沉積速率隨腔體壓力增大而增大。PECVD在低溫范圍內(nèi)(200-350℃),沉積速率會(huì)隨著基片溫度的升高而略微下降,但不是太明顯。真空鍍膜有濺射鍍膜形式。東莞低壓氣相沉積真空鍍膜
真空鍍膜機(jī)的優(yōu)點(diǎn):具有較佳的金屬光澤,光反射率可達(dá)97%。甘肅真空鍍膜技術(shù)
電子束蒸發(fā)與熱蒸發(fā)的區(qū)別在于:電子束蒸發(fā)是用一束電子轟擊物體,產(chǎn)生高能量進(jìn)行蒸發(fā), 熱蒸發(fā)通過加熱完成這一過程。與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)提供了高能量;但將薄膜的厚度控制在 5nm 量級(jí)將是困難的。在這種情況下,帶有厚度監(jiān)控器的良好熱蒸發(fā)器將更合適。 與熱蒸發(fā)相比,電子束蒸發(fā)具有許多優(yōu)點(diǎn) 1、電子束蒸發(fā)可以將材料加熱到比熱蒸發(fā)更高的溫度。這允許高溫材料和難熔金屬(例如鎢、鉭或石墨)的非常高的沉積速率和蒸發(fā)。 2、電子束蒸發(fā)可以沉積更薄、純度更高的薄膜。坩堝的水冷將電子束加熱嚴(yán)格限制在由源材料占據(jù)的區(qū)域,從而消除了相鄰組件的任何不必要的污染。 3、電子束蒸發(fā)源有各種尺寸和配置,包括單腔或多腔。甘肅真空鍍膜技術(shù)