頻磁控濺中蒸發鍍膜技術讨论

zpur1983

中頻磁控濺蒸發鍍膜技術讨论

中頻磁控濺蒸發鍍膜技術讨论专题，转一些技术专家的说法
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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：利用磁场与电子交互作用，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。在近几十年的发展中，大家逐渐采用永久磁铁，很少用线圈磁铁。

靶源分平衡和非平衡式，原理有兴趣我以后给大家详细介绍。平衡式靶源镀膜均匀，非平衡式靶源镀膜膜层和基体结合力强。平衡靶源多用于半导体光学膜，非平衡多用于磨损装饰膜。

0 \  G. I+ i4 c' C不管平衡非平衡，
若磁铁静止，其磁场特性决定一般靶材利用率小于30%。为增大靶材利用率，可采用旋转磁场。但旋转磁场需要旋转机构，同时溅射速率要减小。旋转磁场多用于大型或贵重靶。如半导体膜溅射。对于小型设备和一般工业设备，多用磁场静止靶源。

用磁控靶源溅射金属和合金很容易，点火和溅射很方便。这是因为靶（阴极），等离子体，和被溅零件/真空腔体可形成回路。但若溅射绝缘体如陶瓷则回路断了。于是人们采用高频电源，回路中加入很强的电容。这样在绝缘回路中靶材成了一个电容。但高频磁控溅射电源昂贵，溅射速率很小，同时接地技术很复杂，因而难大规模采用。为解决此问题，发明了磁控反应溅射。就是用金属靶，加入氩气和反应气体如氮气或氧气。当金属靶材撞向零件时由于能量转化，与反应气体化合生成氮化物或氧化物。

磁控反应溅射绝缘体看似容易操作困难。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。德国莱宝最早发明孪生靶源技术，也就是此分坛所热烈讨论的中频溅射。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，中频原理详细大家可请教guer99.

冷却是一切源（磁控，多弧，离子）所必需，因为能量很大一部分转为热量，若无冷却或冷却不足，这种热量将使靶源温度达一千度以上从而溶化整个靶源。

最后一点建议，一台磁控设备往往很昂贵，但大家容易将钱花在设备其它上如真空泵，MFC, 膜厚测量上而忽略靶源。再好的磁控溅射设备若无好靶源，就像画龙而没有点睛一样。

' X3 _+ r1 e/ p  C" |& [$ h採用中頻濺射的優點是可得到光滑緻密.膜層硬度高.膜厚可線性成長.不中毒.溫升緩和,比一般電弧度膜個多的優點,但設備的要求較高,工作壓強範圍很窄,各種控制要求快速精準.
& G) @/ P4 ^7 d! P0 |0 I1 ?" E% N5 `多弧溅射在靶材上施小电压大电流使材料离子化（带正电颗粒），
从而高速击向基片(负电)并沉积，形成致密膜坚硬膜。主要用于耐磨耐蚀膜。其缺点是正负电撞造成膜层不均匀，空穴、烧蚀。

中频、高频和普通磁控溅使靶
2 j3 e' ]; R2 o9 G6 }: p/ F材等离子化（离子和电子数基本相等）流向基片。其膜均匀致密，主要应用于半导体、光学、传感器等精密元件。

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