該技能請(qǐng)求真空度在1×10-3Torr擺布,即1.3×10-3Pa的真空狀況充入慵懶氣體氬氣(Ar),并在塑膠基材(陽極)和金屬靶材(陰極)之間加上高壓直流電,因?yàn)檩x光放電(glow discharge)發(fā)生的電子激起慵懶氣體,發(fā)生等離子體,等離子體將金屬靶材的原子轟出,堆積在塑膠基材上。
真空鍍膜機(jī)濺鍍的原理是什么
以幾十電子伏特或更高動(dòng)能的荷電粒子炮擊資料外表,使其濺射出進(jìn)入氣相,可用來刻蝕和鍍膜。入射一個(gè)離子所濺射出的原子個(gè)數(shù)稱為濺射產(chǎn)額(Yield)產(chǎn)額越高濺射速度越快,以Cu,Au,Ag等最高,Ti,Mo,Ta,W等最低。一般在0.1-10原子/離子。離子能夠直流輝光放電(glow discharge)發(fā)生,在10-1—10 Pa真空度,在兩極間加高壓發(fā)生放電,正離子會(huì)炮擊負(fù)電之靶材而濺射也靶材,而鍍至被鍍物上。
正常輝光放電(glow discharge)的電流密度與陰極物質(zhì)與形狀、氣體品種壓力等有關(guān)。濺鍍時(shí)應(yīng)盡也許保持其安穩(wěn)。任何資料皆可濺射鍍膜,即便高熔點(diǎn)資料也簡單濺鍍,但對(duì)非導(dǎo)體靶材須以射頻(RF)或脈沖(pulse)濺射;且因?qū)щ娦暂^差,濺鍍功率及速度較低。金屬濺鍍功率可達(dá)10W/cm2,非金屬<5W/cm2
二極濺鍍射:靶材為陰極,被鍍工件及工件架為陽極,氣體(氬氣Ar)壓力約幾Pa或更高方可得較高鍍率。
磁控濺射:在陰極靶外表構(gòu)成一正交電磁場,在此區(qū)電子密度高,進(jìn)而進(jìn)步離子密度,使得濺鍍率進(jìn)步(一個(gè)數(shù)量級(jí)),濺射速度可達(dá)0.1—1 um/min膜層附著力較蒸鍍佳,是現(xiàn)在最有用的鍍膜技能之一。
其它有偏壓濺射、反應(yīng)濺射、離子束濺射等鍍膜技能
濺鍍機(jī)設(shè)備與技能(磁控濺鍍)
濺鍍機(jī)由真空室,排氣系統(tǒng),濺射源和操控系統(tǒng)構(gòu)成。濺射源又分為電源和濺射槍(sputter gun) 磁控濺射槍分為平面型和圓柱型,其間平面型分為矩型和圓型,靶資料利用率30- 40%,圓柱型靶資料利用率>50% 濺射電源分為:直流(DC)、射頻(RF)、脈沖(pulse), 直流:800-1000V(Max)導(dǎo)體用,須可災(zāi)弧。
射頻:13.56MHZ,非導(dǎo)體用。脈沖:泛用,最新發(fā)展出 濺鍍時(shí)須操控參數(shù)有濺射電流,電壓或功率,以及濺鍍壓力(5×10-1—1.0Pa),若各參數(shù)皆安穩(wěn),膜厚能夠鍍膜時(shí)刻估量出來。
靶材的挑選與處理十分重要,純度要佳,質(zhì)地均勻,沒有氣泡、缺點(diǎn),外表應(yīng)平坦光亮。關(guān)于直接冷卻靶,須留意其在濺射后靶材變薄,有也許決裂特別是非金屬靶。一般靶材最薄處不行小于原靶厚之一半或5mm。
磁控濺鍍操作方法和一般蒸鍍相似,先將真空抽至1×10-2Pa,再通入氬氣(Ar)離子炮擊靶材,在5×10-1—1.0Pa的壓力下進(jìn)行濺鍍其間須留意電流、電壓及壓力。開始時(shí)濺鍍?nèi)粲写蚧穑删徛{(diào)升電壓,待安穩(wěn)放電后再關(guān)shutter. 在這個(gè)進(jìn)程中,離子化的慵懶氣體(Ar)清洗和露出該塑膠基材外表上數(shù)個(gè)毛纖細(xì)空,并通過該電子與自塑膠基材外表被清洗而發(fā)生一自在基,并保持真空狀況下施以濺鍍構(gòu)成外表締結(jié)構(gòu),使外表締結(jié)構(gòu)與自在基發(fā)生填補(bǔ)和高附著性的化學(xué)性和物理性的聯(lián)系狀況,以在外表外安定地構(gòu)成薄膜. 其間,薄膜是先通過把外表締造物大致地填滿該塑膠毛纖細(xì)孔后并作連接而構(gòu)成.
濺鍍與常用的蒸騰鍍相比,濺鍍具有電鍍層與基材的聯(lián)系力強(qiáng)-附著力比蒸騰鍍高過10倍以上,電鍍層細(xì)密,均勻等優(yōu)點(diǎn).真空蒸鍍需要使金屬或金屬氧化物蒸騰汽化,而加熱的溫度不能太高,不然,金屬氣體堆積在塑膠基材放熱而燒壞塑膠基材.濺射粒子幾不受重力影響,靶材與基板方位可自在組織,薄膜構(gòu)成前期成核密度高,可出產(chǎn)10nm以下的極薄接連膜,靶材的壽命長,可長時(shí)刻自動(dòng)化接連出產(chǎn)。
靶材可制作成各種形狀,合作機(jī)臺(tái)的特別設(shè)計(jì)做非常好的操控及最有功率的出產(chǎn) 濺鍍利用高壓電場做發(fā)生等離子鍍膜物質(zhì),運(yùn)用幾乎一切高熔點(diǎn)金屬,合金和金屬氧化物,如:鉻,鉬,鎢,鈦,銀,金等.并且,它是一個(gè)強(qiáng)行堆積的進(jìn)程,選用這種技能取得的電鍍層與塑膠基材附著力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真空蒸鍍法.但,加工成本相對(duì)較高.真空濺鍍是通過離子磕碰而取得薄膜的一種技能,首要分為兩類,陰極濺鍍(Cathode sputtering)和射頻濺鍍(RF sputtering)。陰極濺鍍一般用于濺鍍導(dǎo)體,射頻濺鍍一般用于濺鍍非導(dǎo)體實(shí)施陰極濺鍍所需環(huán)境:a,高真空以削減氧化物的發(fā)生b,慵懶技能氣體,一般為氬器氣c,電場d,磁場e,冷卻水用以帶走濺鍍時(shí)發(fā)生的高熱。