高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)介紹

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1、鍍膜實驗報告高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)介紹1.設(shè)備簡介l名稱：高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)l型號：JGP560l極限真空：6.60E-05Pal最高可控可調(diào)溫度：500℃（1個樣品位）l3個靶位，8個樣品位2.真空簡介l真空是一種不存在任何物質(zhì)的空間狀態(tài)，是一種物理現(xiàn)象。在“真空”中，聲音因為沒有介質(zhì)而無法傳遞，但電磁波的傳遞卻不受真空的影響。事實上，在真空技術(shù)里，真空系針對大氣而言，一特定空間內(nèi)部之部份物質(zhì)被排出，使其壓強小于一個標準大氣壓，則我們通稱此空間為真空或真空狀態(tài)。1真空常用帕斯卡（Pascal）或托爾（Torr）做為壓力的單位。目前在自然環(huán)境里，只有外太空堪稱最接

2、近真空的空間。l我國真空區(qū)域劃分為：粗真空、低真空、高真空、超高真空和極高真空。真空區(qū)域托(Torr）壓強范圍)帕(Pa)低真空760~10101325~1333中真空10~10-31333~1.33×10-1高真空10-3~10-81.33×10-1~10-6超高真空10-8~10-1210-6~10-10極高真空<10-12<10-10l高真空的獲得油擴散泵的結(jié)構(gòu)鍍膜實驗報告l真空鍍膜l真空鍍膜實質(zhì)上是在高真空狀態(tài)下利用物理方法在鍍件的表面鍍上一層薄膜的技術(shù)，它是一種物理現(xiàn)象。l真空鍍膜按其方式不同可分為真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和現(xiàn)代發(fā)展起來的離子鍍膜。1.磁控

3、濺射鍍膜原理介紹l鍍膜實驗報告磁控濺射法是一種較為常用的物理沉積法。磁控濺射是在真空室中，利用低壓氣體放電現(xiàn)象，使處于等離子狀態(tài)下的離子轟擊靶表面，并利用環(huán)狀磁場控制輝光放電，使濺射出的粒子沉積在基片上。磁控濺射可以方便地制取高熔點物質(zhì)的薄膜，在很大面積上可以制取均勻的膜層。l磁控濺射工藝流程在鍍膜過程中，工藝的選擇對薄膜的性能具有重要的影響，根據(jù)磁控濺射技術(shù)原理，結(jié)合設(shè)備的實際應(yīng)用，制定工藝流程如圖1l膜層的要求磁控濺射膜層的沉積是物理氣相沉積。膜層厚度范圍為nm～μm數(shù)量級，膜厚＜550nm，對光有干涉作用，屬于薄膜范疇，通常稱薄膜技術(shù)。太陽能集熱管內(nèi)管外壁鍍膜是

4、采用屬于物理氣相沉積技術(shù)的磁控濺射鍍獲得太陽光譜選擇吸收薄膜。l磁控濺射鍍磁控濺射鍍特點?濺射速率高，沉積速率高?磁控濺射陰極源是一個較為理想的可控源，沉積的膜層厚度與濺射源的功率或放電電流有較好的線性相關(guān)性，所以有較好的可控性，能較好地實現(xiàn)批量生產(chǎn)產(chǎn)品的一致性和重復性。?濺射源采用靶材有廣泛的選擇性和組合性?濺射源可較理想地置于真空室內(nèi)長時間穩(wěn)定工作，獲得純正的膜層，確保膜層質(zhì)量。鍍膜實驗報告l磁控濺射新發(fā)展隨著工業(yè)的需求和表面技術(shù)的發(fā)展，新型磁控濺射如高速濺射、自濺射等成為目前磁控濺射領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢。高速濺射能夠得到大約幾個μm/min的高速率沉積，可以縮短濺射

5、鍍膜的時間，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率；有可能替代目前對環(huán)境有污染的電鍍工藝。當濺射率非常高，以至于在完全沒有惰性氣體的情況下也能維持放電，即是僅用離化的被濺射材料的蒸汽來維持放電，這種磁控濺射被稱為自濺射。被濺射材料的離子化以及減少甚至取消惰性氣體，會明顯地影響薄膜形成的機制，加強沉積薄膜過程中合金化和化合物形成中的化學反應(yīng)。由此可能制備出新的薄膜材料，發(fā)展新的濺射技術(shù)，例如在深孔底部自濺射沉積薄膜。高速濺射本質(zhì)特點是產(chǎn)生大量的濺射粒子，導致較高的沉積速率。最近實驗表明在最大的靶源密度在高速濺射，靶的濺射和局部蒸發(fā)同時發(fā)生，兩種過程的結(jié)合保證了最大的沉積速率（幾μm/min

6、）并導致薄膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。與通常的磁控濺射比較，高速濺射和自濺射的特點在于較高的靶功率密度Wt=Pd/S>50Wcm-2，（Pd為磁控靶功率，S為靶表面積）。高速濺射有一定的限制，因此在特殊的環(huán)境才能保持高速濺射，如足夠高的靶源密度，靶材足夠的產(chǎn)額和濺射氣體壓力，并且要獲得最大氣體的離化率。最大限制高速沉積薄膜的是濺射靶的冷卻。高速率磁控濺射的一個固有的性質(zhì)是產(chǎn)生大量的濺射粒子而獲得高的薄膜沉積速率。高的沉積速率意味著高的粒子流飛向基片，導致沉積過程中大量粒子的能量被轉(zhuǎn)移到生長薄膜上，引起沉積溫度明顯增加。由于濺射離子的能量大約70%需要從陰極冷卻水中帶走，薄膜的最

7、大濺射速率將受到濺射靶冷卻的限制。冷卻不但靠足夠的冷卻水循環(huán)，還要求良好的靶材導熱率及較薄膜的靶厚度。同時高速率磁控濺射中典型的靶材利用率只有20%～30%，因而提高靶材利用率也是有待于解決的一個問題。