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中频溅射的原理

溅射靶材 2020-07-13 11:51

中频溅射的原理跟一般的直流溅射是相同的,不同的是直流溅射把筒体当阳极,而中频溅射是成对的,筒体是否参加必须视整体设计而定,与整个系统溅射过程中,阳极阴极的安排有关,参与的比率周期有很多方法,不同的方法可得到不相同的溅射产额,得到不相同的离子密度

中频溅射主要技术在于电源的设计与应用,目前较成熟的是正弦波与脉冲方波二种方式输出,各有其优缺点,首先应考虑膜层种类,分析哪种电源输出方式适合哪种膜层,可以用电源特性来得到想要的膜层效果.

中频溅射也是磁控溅射的一种,一般磁控溅射靶材的设计,磁场的设计是各家技术的重点,国际几个有名的溅射靶材制造商,对靶材磁场的设计相当专业,改变磁场设计能得到不相同的等离子体蒸发量.电子的路径,等离子体的分布,所以溅射靶材磁场是各家的技术机密.

关于阴极弧(也就是离子镀),磁控溅射,以及坩埚蒸发都属于PVD(物理气相沉积),坩埚蒸发主要是相变,蒸发靶材只有几个电子伏特的能量。所以膜附着力小,但沉积率高,多用于光学镀膜。磁控溅射中氩离子冲击靶材使靶材原子和分子碎片沉积在零件,靶材材料动能可达数百甚至上千电子伏特能量。是真正的中性的纳米级镀膜。阴极弧起弧后一方面靶面高温将材料冶金融化,强大电场然后将融化材料几乎完全离子化,在靶电源和零件偏压综合作用下成膜。看起来阴极弧镀较先进,其实不然。首先靶面溶化过程很随机不可控制,离子成团镀到零件。镀件均匀性和光滑性难以保证。通俗点讲阴极弧镀是真空下的焊接过程,阴极弧电源和焊接电源原理上很近似。阴极弧技术主要源于前苏联,在我国因种种原因较普及,电源简单是很大一个因素。但技术不断进步。近年过滤阴极弧技术发展较快,避免了成膜不均匀的缺点,但有所得必有所失,过滤使沉积率减小而设备成本增高。

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