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简析生产靶材时溅射镀膜的原理及技术特点

[ 发布日期:2020-10-15 点击:5831 来源:丰联科光电(洛阳)股份有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]
  镀膜靶材上的薄膜是一种特殊的物质形态。在厚度这个特定方向上尺寸很小,是一个微观可测的量,而且薄膜厚度由于表面和界面的存在,使物质连续性发生终端,使得薄膜材料与靶材材料产生了不同的独特性能。而靶材主要是利用磁控溅射进行镀膜的,今天四丰的小编就带大家来了解下溅射镀膜的原理及技术特点。
  

  一、溅射镀膜的原理

  
  溅射镀膜技术是用离子轰击靶材表面,把靶材的原子被击出的现象称为溅射。溅射产生的原子沉积在基体表面成膜称为溅射镀膜。通常是利用气体放电产生气体电离,其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶体,击出阴极靶体原子或分子,飞向被镀基体表面沉积成薄膜。简单讲溅射镀膜是利用低压惰性气体辉光放电来产生离子的。
  
  通常,溅射镀膜装置是在真空放电室中置两个电极,阴极靶由镀膜材料组成,真空室中通人压力为0.1~10Pa的氩气,在阴极1~3kV直流负高压或13.56MHZ的射频电压作用下产生辉光放电。产生的氩离子轰击靶表而,并使溅射出的靶原子沉积在基片上。
  

  二、溅射镀膜的技术特点

  宽幅钼靶材

  1、沉积速度快

  
  高速磁控溅射电极与传统二级溅射电极的差别在于,在靶材的下面配置磁铁,由此在靶材表面产生封闭的不均匀磁场。电子所受的罗仑兹力向着不均匀磁场的中心,由于聚焦作用,电子的逃逸少,不均匀磁场沿着靶表面一周,不均匀磁场中捕集的二次电子与气体分子发生多次反复碰撞,提高了气体分子的高化率。因此,高速磁控溅射消耗的功率低,却能获得很大的镀膜效率,具有理想的放电特性。
  

  2、基板温度低

  
  高速磁控溅射,也称作低温溅射。其理由是这种装置利用了相互垂直的电磁场空间中的放电。靶表面产生的二次电子,在相互.垂直的电磁场作用下,被束缚在靶表面附近,沿着跑道做圆滚线运动、和气体分子反复碰撞,使气体分子电离。同时电子本身渐失去所带的能量,经过多次碰撞,待其能量几乎完全丧失之后才能脱离靶的表面附近到达基板。由于电子的能量很低,因此不至于使靶的温升过高。这样就能抑制普通二极贱射中由于高能电子轰击造成的基板温升过高,实现了低温化。
  

  3、膜结构范围广

  
  由真空蒸镀和被射镀膜等气相沉积法所得到的薄膜结构,和由通常存在的大块固体变薄所得到的结构存在相当大的差别。通常存在的固体属于三维基本相同的结构,气相沉积的薄膜与此不同,属于不均匀结构。薄膜呈柱状生长的模式,已能用扫描电镜详细观察。薄膜的这种柱状生长、是由基板表面原有的凹凸和在基板上长出的突出部位产生的几何阴影造成的。但是,柱的形状、尺寸等因薄膜形成时的基板温度、沉积原子的表面扩散、杂质原子的埋藏以及入射原子相对于基板表面的入射角不同,表现出相当大的差异。在过度温度范围内,薄膜具有纤维状结构,密度高,由微细小柱状晶组成,这是溅射膜所特有的结构。
  
  溅射气压、膜沉积速度对膜的结构也有影响。由于气体分子具有抑制沉积原子在基板表面扩散的作用,溅射气压高产生的效果相当于模型中基板温度降低。因此,在高溅射气压下能得到多孔的含有微细晶粒的薄膜。这种晶粒尺寸较小的薄膜适用于润滑、耐磨、表面硬化等机械功能的应用中。
  

  4、组织成分均匀

  
  化合物、混合物、合金等,由于各组分:的蒸气压不同,或因加热时要分解,若用真空蒸镀法镀膜是相当困难的。溅射镀膜法是使靶表面层的原子一层一层地移到基板,从这种意义上讲是一种更加完善的制取薄膜的技术。各种各样的材料都可以用溅射法进行工业化的镀膜生产。
  
  当对合金进行溅射镀膜时,如果比较靶和溅射膜的成分,在有些情况下也能发现二者有差别。可以认为,宏观上靶表面的成份是均匀的,而微观上是不均匀的。实际上,各种不同金属之间的溅射产额并没有很大的差别。
  
  通过上述介绍,我们了解了关于溅射镀膜的原理及技术特点,原理主要是利用气体放电产生气体电离子,再通过高速轰击靶体,被镀基体表面沉积形成薄膜。而技术特点主要有沉积速度快,基板温度低,膜结构范围广及组织成分均匀四个。四丰电子材料公司是溅射镀膜用高纯靶材的生产基地,年产靶材1000吨,良好的生产环境,先进的工艺装备,生产出的靶材溅射成膜性能优异,可根据客户要求,进行有关使用等方面的技术指导,如果您有需要或任何问题,可直接与四丰联系,欢迎您的来电或留言!

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