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靶材相对密度和孔隙对镀膜质量有何影响?

溅射靶材 2020-06-08 09:43

靶材的相对密度是靶材实际密度与理论密度的比值,单一成分靶材的理论密度为结晶密度,合金或混合物靶材的理论密度通过各组元的理论密度和其在合金或混合物中所占比例计算得出的。热喷涂靶材组织疏松多孔,含氧量高(即使是真空喷涂,也难以避免合金靶材中氧化物和氮化物的产生),表面呈现灰色,缺少金属光泽,吸附的杂质、湿气是主要的污染源,妨碍高真空的迅速获得,容易导致溅射过程中放电,甚至烧坏靶材。

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同时,靶材溅射表面瞬间高温容易使松散颗粒团裝掉落,污染玻璃表面,影响镀膜质量。对于镀膜玻璃表面点状脱膜有明确的规定,相对密度越高,成膜速率越快,溅射过程越稳定。根据靶材制备工艺的差异,熔铸靶相对密度应保证在98%以上,粉末冶金靶材应保证在97%以上以满足生产使用。因此需严格控制靶材致密度以减少掉渣现象的发生。喷涂靶材密度较低,制备成本也低,当相对密度能保证90%以上时,一般不影响使用,目前国内使用的SiA1靶均为喷涂靶。

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除致密度外,如果靶材在生产过程中出现异常,如大颗粒脱落或受热出现缩孔,会形成较多气孔(内部缺陷),靶材内部出现较大(熔铸靶>2mm,喷涂靶>0.5mm)或较密集的孔洞都会由于电荷集中而出现放电,影响使用。密度低和含有气孔的靶材在后续处理、搬运或安装时,极易发生碎裂。相对密度高、孔隙少的靶材导热率好,溅射靶材表面的热量易于快速传递给靶材内表面或衬管内的冷却水,散热好,从而保证了成膜过程的稳定性。

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