磁控濺射報(bào)告.ppt

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1、磁控濺射的發(fā)展及應(yīng)用姓名程凱學(xué)號(hào)10076149128指導(dǎo)老師李麗內(nèi)容大綱01020304磁控濺射簡(jiǎn)介及其工作原理磁控濺射的特點(diǎn)影響磁控濺射工藝穩(wěn)定性的因素磁控濺射的發(fā)展及應(yīng)用前景磁控濺射簡(jiǎn)介及其工作原理011.1、磁控濺射簡(jiǎn)介由于現(xiàn)代科技發(fā)展的需求，真空鍍膜技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。真空薄膜技術(shù)可改變工件表面性能，提高工件的耐磨損、抗氧化、耐腐蝕等性能，延長(zhǎng)工件使用壽命，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。磁控濺射技術(shù)可制備超硬膜、耐腐蝕摩擦薄膜、超導(dǎo)薄膜、磁性薄膜、光學(xué)薄膜，以及各種具有特殊功能的薄膜，是一種十分有效

2、的薄膜沉積方法，在工業(yè)薄膜制備領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。1.1磁控濺射簡(jiǎn)介JCP-500M3磁控濺射沉積系統(tǒng)1.1磁控濺射簡(jiǎn)介1.2、磁控濺射的工作原理磁控濺射鍍膜的原理如圖2所示，濺射靶材處于負(fù)高壓電位，因此產(chǎn)生的電場(chǎng)方向如圖2中E所示。濺射靶背面是永磁鐵，產(chǎn)生如圖中所示的磁場(chǎng)。電場(chǎng)與磁場(chǎng)正交。在兩極之間加上電流電壓，產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象，產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)E的作用下，飛向處于陽(yáng)極位的基片，在途中與氬原子碰撞，使氬原子發(fā)生電離產(chǎn)生Ar+和新的電子，Ar+帶正電，在電場(chǎng)作用下加速飛往處于負(fù)高壓的濺射靶，轟擊靶材

3、，使靶材發(fā)生濺射，被濺射出來(lái)的靶原子飛向基片，并最終沉積到基片上形成薄膜。1.2、磁控濺射的工作原理Ar原子產(chǎn)生的新電子，稱為二次電子。二次電子與初始電子由于同時(shí)受到電場(chǎng)力和磁場(chǎng)B的洛倫茲力的作用，在靶材附近圍繞磁力線做螺旋運(yùn)動(dòng)，因此電子的運(yùn)動(dòng)軌跡大大加長(zhǎng)，從而與氬原子碰撞的幾率也大大增加，通過(guò)碰撞產(chǎn)生更多的Ar+轟擊靶材，從而大大提高了濺射速率。二次電子在經(jīng)過(guò)多次碰撞后能量逐漸降低，同時(shí)逐漸遠(yuǎn)離靶材，在電場(chǎng)E的作用下，沉積到基片上，由于此時(shí)電子的能量很低，避免了電子轟擊基片使基片的溫度升高。1.2

4、、磁控濺射的工作原理ILC系列連續(xù)式ITO導(dǎo)電玻璃磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線磁控濺射的特點(diǎn)Clickheretoaddyourtitle22.1、磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)1、可制備成靶材的各種材料均可作為薄膜材料，包括各種金屬、半導(dǎo)體、鐵磁材料，以及絕緣的氧化物、陶瓷、聚合物等物質(zhì)；2、磁控濺射可制備多種薄膜，不同功能的薄膜，還可沉積組分混合的混合物、化合物薄膜；3、磁控濺射等離子體阻抗低，從而導(dǎo)致了高放電電流，在約500Ｖ的電壓下放電電流可從1Ａ到100Ａ（取決于陰極的長(zhǎng)度）；4、成膜速率高，沉積速率變化范圍可

5、從1nm/s到10nm/s；2.1、磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)5、成膜的一致性好，甚至是在數(shù)米長(zhǎng)的陰極濺射的情況下，仍能保證膜層的一致性；6、基板溫升低，受到正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同作用的電子，在能量基本耗盡時(shí)，才沉積到基片上，避免了基片的溫度上升；7、濺射出來(lái)的粒子能量約為幾十電子伏特，成膜較為致密，且薄膜與基片的附著力強(qiáng)，薄膜的牢固度很強(qiáng)；8、尤其適合大面積鍍膜，沉積面積大膜層比較均勻。2.1、磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)2.1、磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)磁控濺射鍍膜成品展示2.1、磁控濺射技術(shù)的特點(diǎn)美國(guó)磁控濺射鍍膜太陽(yáng)膜影響

6、磁控濺射工藝穩(wěn)定性的因素3、影響磁控濺射工藝穩(wěn)定性的因素磁控濺射鍍膜工藝中的薄膜厚度均勻性、薄膜的成膜質(zhì)量、濺射速率等方面的問(wèn)題是實(shí)際生產(chǎn)中十分關(guān)注的。影響這些工藝穩(wěn)定性的因素主要有濺射功率、氣體壓力與氬氣純度、靶與基片的距離、磁場(chǎng)的強(qiáng)度與分布、基片的溫度與清潔度等因素。了解并掌握這些因素可以幫助快速找到故障的原因及解決方法。3、影響磁控濺射工藝穩(wěn)定性的因素1、濺射功率的影響濺射功率的增加會(huì)提高膜厚的均勻性、濺射速率，隨著濺射功率的增加，等離子體的面積增大，因此膜層的均勻性會(huì)提高。功率的增大，能提高

7、氬氣的電離度，增大濺射出的靶材原子數(shù)量，從而提高了濺射速率。而這些靶原子帶有很高的能量淀積到基片上，因此能提高靶材原子與基片的附著力和薄膜的致密度。從而提高了薄膜的成膜質(zhì)量。但是過(guò)高的功率會(huì)造成原子帶有過(guò)高的能量轟擊基片，二次電子也相應(yīng)增多，這都會(huì)造成基片溫度過(guò)高，會(huì)降低薄膜成膜質(zhì)量與濺射速率。3、影響磁控濺射工藝穩(wěn)定性的因素2、靶基距的影響在靶基距較小時(shí)，薄膜質(zhì)量較高、濺射速率比較高，但膜層均勻性很差。增大靶基距，薄膜質(zhì)量與濺射速率會(huì)減低，膜層均勻性會(huì)提高，因此合適的靶基距是保證工藝穩(wěn)定性的重要因

8、素。3、影響磁控濺射工藝穩(wěn)定性的因素3、氣體壓力與氬氣的影響在氣體壓力很低的情況下，可以電離的氬氣很少，轟擊靶材的Ar+也很少，因此濺射速率很低，甚至可能無(wú)法起輝。隨著氣體壓力的增大，氬氣的濃度增大，被濺射出的靶材原子在飛向基片的過(guò)程中，與這些氣體碰撞的幾率變大，靶材原子的分布變得均勻，從而能提高膜層的均勻性。同時(shí)Ar+密度隨著氬氣濃度增大而增大，濺射出來(lái)的靶原子也會(huì)增加，從而增大了濺射速率。但是氣體壓力過(guò)大會(huì)降低濺射速率與成膜質(zhì)量，因?yàn)檫^(guò)大的氣體壓力會(huì)增大靶材原子與