磁控溅射问题及解决
磁控溅射提高台阶覆盖率的方法 -回复
磁控溅射提高台阶覆盖率的方法-回复
磁控溅射(Magnetron sputtering)是一种常用的物理气相沉积技术,主要用于在材料表面形成薄膜。然而,由于一些因素(如形状、尺寸和排列方式)的限制,磁控溅射的台阶覆盖率可能受到影响。本文将介绍一些提高磁控溅射台阶覆盖率的方法,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
1. 外加磁场调节
磁控溅射过程中,外加磁场可以影响溅射粒子的运动轨迹。通过调节磁场的强度和方向,可以改变粒子在靶表面的着陆位置,从而提高台阶覆盖率。一般而言,斜向排列的靶材利于增加平坦表面的覆盖率。
2. 靶材形状设计
靶材的形状对于磁控溅射的台阶覆盖率也有重要影响。通过设计具有圆角或渐变棱角的靶材形状,可以减少台阶的产生,进而提高台阶覆盖率。此外,靶材的表面也可以进行喷砂处理,以增加表面粗糙度,使溅射粒子更容易附着在台阶处。
3. 充分清洁真空环境
在磁控溅射过程中,真空环境的清洁度也是影响台阶覆盖率的重要因素。杂质的存在可能导致气体分子的吸附、扩散和解析,破坏原本平坦的表面。因此,在磁控溅射之前,需要进行充分的清洁,确保真空环境
的干净。
4. 溅射功率控制
溅射功率是指用于靶材的电功率,它会影响溅射粒子的能量和速度。适当调节溅射功率可以控制溅射粒子的运动速度,对台阶覆盖率有一定影响。一般来说,较高的溅射功率可以产生更高的能量粒子,使其更容易克服能垒,附着在台阶上。
5. 子午线和纵向扩散
台阶覆盖率还受到溅射粒子的子午线和纵向扩散的影响。子午线溅射粒子主要指沿着靶材表面法线的溅射粒子路径,纵向扩散则反映了溅射粒子在法线方向上的分布范围。通过精确控制子午线和纵向扩散的参数,可以使得溅射粒子均匀分布于整个靶材表面,提高台阶覆盖率。
磁控溅射提高台阶覆盖率的方法
磁控溅射是一种常用的薄膜沉积技术,它在半导体、光学薄膜、显示
器件等领域都有着广泛的应用。在磁控溅射过程中,提高台阶覆盖率
是非常关键的一步,它直接影响到薄膜的均匀性和质量。研究人员一
直在探索如何提高台阶覆盖率的方法,以使薄膜沉积技术更加稳定和
高效。下面将介绍几种提高台阶覆盖率的方法。
1. 控制工艺参数
在磁控溅射过程中,工艺参数的选择对台阶覆盖率有着直接的影响。
首先是溅射功率的选择,合理的溅射功率可以提高溅射粒子的能量,
从而增大沉积面的扩散长度,有利于台阶的填充。其次是沉积速率的
控制,沉积速率过快会导致材料在台阶处的沉积不足,而沉积速率过
慢又会增加制程时间和成本。调整沉积速率是提高台阶覆盖率的关键。
2. 气氛控制
在磁控溅射过程中,溅射室的气氛对台阶覆盖率也有一定的影响。通
常情况下,通过控制气氛中的惰性气体或氧气的流量和压力,可以调
节溅射粒子的动能和飞行距离,从而影响台阶的填充。气氛中的杂质
含量也会影响薄膜的均匀性和台阶的覆盖率,因此合理控制气氛是提
高台阶覆盖率的重要手段。
3. 底部预处理
为了提高台阶覆盖率,一些研究人员还尝试在溅射沉积之前对底部进
行预处理。通过在底部沉积一层薄膜或者氧化层,可以改善沉积面的
结构和性质,从而提高溅射粒子在台阶处的沉积。还可以在底部进行
表面清洗、化学处理等工艺,以提高沉积面的平整度和粗糙度,有利
于提高台阶的覆盖率。
4. 磁控溅射设备优化
除了工艺参数和气氛控制外,磁控溅射设备的优化也对提高台阶覆盖
率起着重要作用。优化磁场设置、溅射源的设计、基底的旋转等,都
可以改善溅射粒子的运动轨迹和能量分布,从而提高台阶的填充情况。一些新型的磁控溅射设备也针对台阶覆盖率进行了优化,例如带有倾
薄膜 褶皱 磁控溅射
磁控溅射制备的薄膜出现褶皱,可能的原因主要包括:
磁控溅射过程中,靶材原子或分子的溅射速度过快,导致薄膜在基底上快速生长,从而产生褶皱。可以通过降低溅射速率、减小基底温度等方法解决。
基底的温度过高,导致薄膜在生长过程中出现热应力,从而产生褶皱。可以通过降低基底温度、增加基底冷却等方法解决。
薄膜沉积过程中,气体流量过大或过小,导致气体在薄膜中形成气泡,从而产生褶皱。可以通过控制气体流量、增加真空度等方法解决。
磁控溅射设备的磁场分布不均匀,导致靶材表面的等离子体分布不均匀,从而影响薄膜的生长质量,产生褶皱。可以通过调整磁场分布、清洗靶材等方法解决。
基底的表面粗糙度过大,导致薄膜在生长过程中无法完全贴合基底,从而产生褶皱。可以通过减小基底表面粗糙度、增加基底平整度等方法解决。
综上所述,要解决磁控溅射制备的薄膜出现褶皱的问题,需要从多个方面入手,包括调整工艺参数、优化设备结构、改善基底质量等。
磁控溅射提高台阶覆盖率的方法 -回复
磁控溅射提高台阶覆盖率的方法-回复
磁控溅射是一种常用于薄膜制备的表面处理技术,广泛应用于光电子、信息存储、涂层和材料研究领域等。提高磁控溅射的台阶覆盖率对于制备高质量、均匀的薄膜具有重要意义。因此,本文将从以下几个方面介绍磁控溅射提高台阶覆盖率的方法。
一、衬底表面准备
磁控溅射前的衬底表面准备对于台阶覆盖率起着关键作用。首先,要完全清洁衬底表面,去除表面氧化物、油污和其他杂质等。常用的清洁方法包括超声波清洗、去离子水洗涤和酸洗等。其次,可以通过高温退火处理来改善表面晶粒度和结晶形态,从而提高溅射薄膜的晶体质量。
二、溅射过程参数优化
优化磁控溅射过程中的参数对台阶覆盖率的提高至关重要。首先,要选择合适的溅射气体和气体压强。一般情况下,惰性气体如氩气被广泛应用于溅射过程中。合适的气体压强可以控制溅射薄膜的质量和台阶的高度。其次,要优化溅射功率和溅射时间。合适的溅射功率和溅射时间可以提高溅射薄膜的均匀性和晶体质量,从而提高台阶覆盖率。此外,溅射过程中的基底偏移、溅射源-衬底距离和扫描速度等参数也需要进行细致调整。
三、引入去波浪效应
台阶覆盖率的提高可以通过引入去波浪效应来实现。去波浪效应是指在溅
射过程中通过一定的方法使得薄膜的表面变得平整。常用的方法包括引入反向磁场、施加微波功率和增加辅助离子束等。引入反向磁场可以减小溅射薄膜的表面粗糙度,提高台阶覆盖率。施加微波功率可以增加溅射薄膜表面的能量,有利于去除波浪状结构。增加辅助离子束则可以通过表面活化效应去除薄膜中的波浪结构。
四、优化溅射靶材和靶材制备
磁控溅射靶材表面放电不稳定现象
磁控溅射靶材表面放电不稳定现象
磁控溅射是一种常用于制备薄膜的技术,其原理是将固体靶材通过离子轰击的方式溅射到基底上形成薄膜。然而,磁控溅射过程中可能会出现表面放电不稳定现象。
表面放电不稳定现象主要是因为靶材表面的氧化物或其它污染物引起的。这些污染物会导致靶材表面的电阻增加,从而使得溅射过程中产生的高能离子无法有效地击中表面,从而引起表面放电。
表面放电不稳定现象会对薄膜的制备造成一系列问题,比如使得薄膜的成分变化、厚度不均匀、结晶度下降等。为了解决这一问题,可以采取以下措施:
1. 靶材表面清洁:定期对靶材进行表面清洁,去除氧化物和污染物。
2. 靶材预处理:在溅射开始之前,对靶材进行预处理,例如通过加热或者离子轰击等方式,去除表面的氧化物。
3. 控制气氛条件:优化溅射腔室的气氛条件,控制气氛中的气体成分和压力,避免污染物的存在。
4. 控制溅射参数:合理选择溅射功率、离子束能量和角度等参数,改善离子轰击表面的效果,减少放电现象。
综上所述,通过靶材表面的清洁和预处理、优化气氛条件以及
合理控制溅射参数等措施,可以有效降低磁控溅射过程中的表面放电不稳定现象,提高薄膜制备的质量和稳定性。
磁控溅射六大常见问题点及解决对策
磁控溅射六大常见问题点及解决对策
磁控溅射镀膜机工作原理是在真空状态下,使用弧光放电和辉光放电的工作原理。在金属和非金属的工件表面上镀制金色的氮化钛,黑色碳化钛,七彩的氮氧化钛等。亦可镀防腐蚀膜(如AL,Cr不锈钢及TiN等)和耐磨膜,膜层与基底结合牢固,利用溅射工艺进行镀膜,可提高膜层的附着力、重复性、致密度、均匀度等特点。适合于塑料制品、陶瓷、树脂、水晶玻璃制品等、工艺品、塑料手机壳、电子产品、建材等行业,具有很好的发展前景。
磁控溅射镀膜工艺六大常见问题点及改善对策:
1.膜层灰暗及发黑
(1)真空度低于0.67Pa。应将真空度提高到0.13-0.4Pa。(2)氩气纯度低于99.9%。应换用纯度为99.99%的氩气。(3)充气系统漏气。应检查充气系统,排除漏气现象。(4)底漆未充分固化。应适当延长底漆的固化时间。(5)镀件放气量太大。应进行干燥和封孔处理
2.膜层表面光泽暗淡
(1)底漆固化不良或变质。应适当延长底漆的固化时间或更换底漆。
(2)溅射时间太长。应适当缩短。(3)溅射成膜速度太快。应适当降低溅射电流或电压
3.膜层色泽不均
(1)底漆喷涂得不均匀。应改进底漆的施涂方法。(2)膜层太薄。应适当提高溅射速度或延长溅射时间。(3)夹具设计不合理。应改进夹具设计。(4)镀件的几何形状太复杂。应适当提高镀件的旋转速度
4.膜层发皱、龟裂
(1)底漆喷涂得太厚。应控制在7—lOtan厚度范围内。(2)涂料的粘度太高。应适当降低。(3)蒸发速度太快。应适当减慢。(4)膜层太厚。应适当缩短溅射时间。(5)镀件温度太高。应适当缩短对镀件的加温时间
磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径
磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径
磁控溅射是一种常见的薄膜制备技术,其中使用旋转阴极来获得均匀的沉积薄膜。然而,在磁控溅射过程中,会发生所谓的对角效应,即沉积薄膜的厚度在阴极旋转方向上会有明显的变化。
对角效应的原因是磁控溅射过程中阴极表面的扩散效应和磁场造成离子束的偏转效应不均匀。
为了解决对角效应,可以采取以下一些途径:
1. 使用更复杂的磁场分布。通过设计磁场,可以使得离子束在阴极表面的各个位置有均匀的入射角度,从而减小对角效应。
2. 调整离子束轰击条件。可以改变离子束的能量、角度等参数,使得在不同位置有更均匀的轰击效果。
3. 使用补偿器。在阴极上加上一些补偿器,以调整离子束的轨迹,使得离子束在不同位置有均匀的轰击效果。
4. 优化膜沉积工艺。通过调整溅射参数,如气体流量、溅射功率等,以及优化前处理工艺,如清洗、退火等,可以改善沉积薄膜的均匀性。
总之,解决磁控溅射中旋转阴极的对角效应需要综合考虑磁场、离子束轰击条件、补偿器设计以及工艺参数等多个因素,通过适当的设计和优化可以实现更均匀的薄膜沉积。
磁学的应用于磁控溅射技术的原理与优化方法
磁学的应用于磁控溅射技术的原理与优化方
法
磁控溅射技术是一种常用的薄膜制备技术,广泛应用于光学、电子、材料等领域。而磁学作为磁控溅射技术的重要组成部分,对薄膜的性能和质量有着重要影响。本文将介绍磁学在磁控溅射技术中的应用原理,并探讨如何优化磁学参数以提高薄膜的性能。
首先,我们来了解磁控溅射技术的基本原理。磁控溅射技术是利用磁场控制离
子在溅射靶材表面的运动轨迹,使其撞击并沉积在基底上形成薄膜的一种方法。在磁控溅射过程中,靶材表面被高能离子撞击后,靶材上的原子会被剥离并以高速运动,最终沉积在基底上形成薄膜。
磁学在磁控溅射技术中的应用主要体现在两个方面:一是利用磁场控制离子的
运动轨迹,二是影响溅射过程中离子和原子的能量和角度分布。
首先,磁场对离子的运动轨迹具有重要影响。通过在溅射室内设置磁场,可以
使离子在磁力线的作用下形成环绕性运动,从而增加离子与靶材的碰撞概率,提高溅射效率。此外,磁场还可以控制离子的入射角度,使其垂直于靶材表面入射,从而得到更加均匀的薄膜厚度分布。
其次,磁场还可以影响溅射过程中离子和原子的能量和角度分布。通过调节磁
场的强度和形状,可以控制离子和原子的能量分布,从而影响薄膜的结构和性能。例如,通过增加磁场的强度,可以使离子和原子的能量增加,从而提高薄膜的致密性和附着力。同时,磁场的形状也会影响离子和原子的角度分布,进而影响薄膜的成分和晶体结构。
为了优化磁控溅射技术的性能,我们可以从以下几个方面进行优化。首先,选
择合适的磁材料和磁场形状。不同的磁材料和磁场形状对离子的运动轨迹和能量分
磁控溅射靶材过热
磁控溅射靶材过热
一、定义
磁控溅射靶材过热是指靶材在溅射过程中,由于溅射电子流、辐射热辐射或电阻加热等原因,引起溅射靶材本身温度超过设定的最高温度值,发生的一种现象。
二、过热原因
1、溅射电子流的辐射热:溅射电子流对靶材产生大量热量,可导致靶材过热。
2、辐射热辐射:由于溅射电子流一般高度集中,因此,靶材表面温度可以显著增加。它不仅受溅射电子流辐射的影响,还会受附近靶材表面发射出的辐射热辐射的影响。
3、电阻加热:溅射电子流在靶材上消耗电能,溅射电子流会产生一些电阻,造成靶材表面的电阻加热现象,也会使靶材过热。
三、过热防治措施
1、设计合理的溅射系统:在设计溅射系统时,采取一定的技术措施,使其能有效地抑制热辐射,从而降低靶材的温度。
2、采用适当的溅射靶材:采用具有较高热稳定性、耐热性能良好的溅射靶材,可以有效地防止靶材过热。
3、使用低功率的溅射电子流:降低溅射电子流的功率,可以降低靶材表面的温度,有效地防止靶材过热问题。
4、采用冷却装置:采用合理的冷却装置,有助于降低溅射靶材的温度,从而防止靶材过热的发生。
磁控溅射低损伤镀膜的原因
磁控溅射低损伤镀膜的原因主要有以下三点:
1.磁控溅射的原理是利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子
体密度以增加溅射率。在溅射过程中,二次电子会受到电场和磁场的作用,产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量消耗殆尽,逐渐远离靶表面,并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低,传递给基片的能量很小,致使基片温升较低。
2.磁控溅射具有“低温”和“高速”两大特点。在一定范围内提高离化率(尽量小的压强下维持高的离化率)、提高均匀性要增加压强和保证薄膜纯度、提高薄膜附着力要减小压强的矛盾,产生一个平衡。
3.在射频溅射装置中,击穿电压和放电电压显著降低。不必再要求靶材一定要是导电体。
这些因素共同作用,使得磁控溅射成为一种低损伤镀膜的方法。如需了解更多信息,建议咨询专业人士。
磁控溅射镀膜技术及优化分析研究
磁控溅射镀膜技术及优化分析研究
1.引言
磁控溅射(Magnetron Sputtering)是一种常用的物理气相沉积技术,可以制备高品质的薄膜。它通过在磁控场下使稀薄金属目标离子化并沉积在基板上,具有快速、高效、低污染等优点,因此被广泛应用于制备各种表面功能材料。这里我们着重介绍磁控溅射镀膜技术及其优化分析研究。
2.磁控溅射的原理和过程
磁控溅射过程包含三个基本步骤:离子化、传输和沉积。首先,磁场作用下的电子冲击稀薄金属目标表面,将一部分表面金属原子振落成离子态,然后在电场的作用下加速离子朝向基板移动,最终被基板上的靶材料吸收。离子运动的路径和能量分布决定了最终沉积膜的性质,如晶格结构、厚度、均匀性和微观结构等。
3.磁控溅射的工艺参数与影响因素
磁控溅射的激发电压、压力、热阴极温度、磁场强度和方向等工艺参数,对薄膜的成分、微观结构、均匀性和物理性能等有着重要的影响。其中磁场强度和方向对离子轨道和能量分布的影响最为显著。通过调整这些参数,可以改变薄膜的结构和性能,如提高膜的比强度和耐腐蚀性等。
4.磁控溅射膜的优化技术
为了获得高质量的磁控溅射膜,除了优化工艺参数外,还需改善目标和基板表面的清洁度和结构。在磁控溅射过程中,金属目标表面被电子轰击而产生高温低压等条件,易继发成氧化、碳化、质量杂质等问题,从而降低薄膜质量。因此,采用高纯度的靶材料和基板,进行必要的清洗和处理等表面预处理是非常重要的。
5.结论
随着现代材料科学技术的不断发展,磁控溅射在各种性质表面材料制备方面有着广阔的应用前景。通过对磁控溅射镀膜技术及其优化分析研究,我们可以更好地理解它的工作原理和优化方法。同时,该技术在电子、光电子器件、光学器件、机械、化学、生物和医学领域也有着广泛的应用前景。
磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径
磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途
径
磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术,广泛应用于半导体、显示器、太阳能电池等领域。在磁控溅射过程中,常使用旋转阴极来增加
溅射能量的均匀性,但旋转阴极也会引起一种称为“对角效应”的现象,即溅射速率在旋转阴极的轴向上分布不均匀的问题。
对角效应是由于旋转阴极表面的形状不规则或者材料内部存在应
力导致的。在旋转过程中,阴极表面会出现凸起或凹陷的区域,使得
这些区域的溅射速率高于其他区域。这种不均匀的溅射速率会导致薄
膜膜层的厚度在旋转阴极轴向上出现差异。
对于磁控溅射而言,对角效应会导致薄膜的厚度分布不均匀,对
薄膜的光学、电学、力学性能产生不利影响。解决对角效应的关键是
需要找到可以消除旋转阴极表面不规则的方法。
目前,解决磁控溅射中旋转阴极的对角效应主要有以下几种途径:
1.阴极材料选择:选择具有良好的塑性变形性能和低内应力的材
料作为阴极材料,可以减小对角效应的产生。常见的阴极材料如钼、
铬等具有较好的塑性。
2.表面处理:通过对旋转阴极表面进行打磨、抛光等处理,可以
减小表面的不规则度。这样可以避免因表面不规则引起的对角效应。
3.动态平衡技术:使用动态平衡技术对旋转阴极进行动态平衡调整,通过控制旋转阴极的旋转速度和旋转方向,使得阴极产生较为均
匀的磨粒分布,从而减小对角效应。
4.溅射参数优化:通过调整溅射参数来减小对角效应。例如,合
理控制溅射功率、溅射气体流量、溅射距离等参数,可以使溅射能量
在旋转阴极表面均匀分布,减小对角效应的发生。
5.靶材减小尺寸:将靶材尺寸缩小,可以提高旋转阴极的均匀性。
浅谈真空磁控溅射镀膜底板崩渣原因及常见处理方法
浅谈真空磁控溅射镀膜底板崩渣原因及
常见处理方法
摘要:真空磁控溅射镀膜技术是目前大批量镀膜玻璃生产中最主要的技术之一,它具有膜层厚度均匀、基片温度低、沉积速度快等一系列优点,但是由于真空磁控溅射镀的设备工作特点,生产过程中镀膜腔室很容易在辊道底板上形成积渣,若积渣与底板结合不紧密,很容易拱起或者崩渣,当玻璃传送到拱起或者崩渣处就会造成玻璃表面划伤,甚至导致玻璃走斜与其他玻璃相撞,造成腔室破玻璃的严重事故。本篇文章主要对真空磁控溅射镀膜底板崩渣原因及常见处理方法进行探讨,希望可以对玻璃深加工企业预防镀膜底板崩渣有一定的参考价值。
关键词:真空磁控溅射、崩渣
引言:真空磁控溅射镀膜是有周期的,随着靶材的消耗,腔室积渣的增加,必须进行靶材的更换和腔室的清洁,一般我们把这个周期叫做生产周期或者换靶周期,这个周期的时间一般都在33天左右,一般不超过35天。目前,一个镀膜生产周期的20天左右会出现拱起、崩渣造成的玻璃表面划伤。在实际生产过程中,当接近出现拱起或崩渣的时段时,需要对拱起和崩渣进行预防性处理,来延长镀膜生产周期,从而提高镀膜有效生产时间。
一、真空磁控溅射镀膜底板积渣原理
真空磁控溅射,其原理是:将玻璃置于真空室的底板上,真空室本底真空度在10-6mbar范围,充入工作气体Ar、N2、O2,真空室的真空度会达到在10-
3mbar~10-4mbar范围,当在溅射阴极和阳极间通电时,由于高压电场的作用,使气体(Ar)分子电离,带正电的氩离子在电场的作用下,高速向阴极靶材表面撞击,将靶材表面的金属离子击出,金属离子逐渐沉积在玻璃表面形成薄膜。
磁控溅射常见问题
泵的故障(组合泵与分子泵)
一、泵无法启动
原因及处理:1、泵的接线错误,正确连接泵的接线。
2、电机保护开关设定错误,正确设定电机保护开关。
3、工作电压与电机不匹配,更换电机。
4、电机故障,更换电机。
5、油温低于12℃,加热泵和泵油或更换泵油。
6、泵油太粘,选用合适的油等级。
7、返油过滤器或油路堵死,更换油过滤器或清洁油路。
8、交流接触器坏了,更换。
二、泵无法达到极限真空
原因及处理:1、内部漏气,修理泵体。
2、止回阀失效,修理止回阀。
3、油路堵死,清洁油箱。
4、真空管路脏了,清洁真空管路。
三、泵的抽速太慢
原因及处理:1、进气口的过滤网堵了,清洁过滤网。
2、回路上滤油器堵了,更换滤油器。
3、止回阀太重,难打开,检查弹簧的伸缩长度。
四、停泵压力上升过快
原因及处理:1、系统漏气,检查系统。
2、止回阀失效,修复止回阀。
五、泵过热
原因及处理:1、油位太低,加油到正确的油位。
2、油路堵了,清洁或更换油路。
六、泵有异响
原因及处理:1、油过滤器堵了,更换油和油过滤器。
2、皮带太松,张紧皮带或更换皮带。
系统故障
一、卡片
原因及处理:1、传感器失灵,检查或调整舌片高低位置、检查接线口接触是否良好,
若都正常则更换传感器。
2、传动轴卡死,更换轴承。
3、链条脱开、断开,检查是否有传动轴卡死现象,若有则如上2方法处
理,反之则重新接好链条及调整链条的张紧度。
4、玻璃片跑偏,拆掉侧面盲板或观察圈,手动将片传出,调整送片机构
现送片试至OK.
二、芯片刮伤
原因及处理:1、传感器问题引起的刮伤,检查传感器,查看是否顶针有明显磨擦痕迹,如果是应该更换传感器或调整传感器位置。
磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径
磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径
1. 引言
磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术,广泛应用于表面涂层、光学薄膜和电子器件等领域。磁控溅射过程中,旋转阴极在磁场作用下产生的离子束会对靶材进行轰击,从而使靶材表面的原子或分子离开并沉积在基底上。然而,在磁控溅射过程中,由于旋转阴极的存在,会出现一种称为“对角效应”的现象。本文将详细介绍磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径。
2. 对角效应的原理
对角效应是指在磁控溅射过程中,由于旋转阴极的存在,离子束在击打靶材时会呈现出特定方向上的偏移现象。这是由于离子束在通过磁场时受到洛伦兹力作用产生偏转所致。
具体来说,在磁控溅射装置中,通过施加磁场,可以使离子束在靶材和基底之间形成一条直线轨迹。然而,由于旋转阴极的存在,离子束在轰击靶材时会发生偏转。这是因为旋转阴极自身的旋转运动会导致离子束受到洛伦兹力的作用而发生偏移。具体来说,当离子束与旋转阴极相对运动时,由于旋转阴极上的电场分布不均匀,离子束受到的洛伦兹力也不均匀。这将导致离子束沿特定方向产生偏移现象。
3. 对角效应的影响
对角效应对磁控溅射过程和薄膜质量有着重要影响。
首先,对角效应会导致薄膜沉积的非均匀性。由于离子束在击打靶材时产生偏移,薄膜沉积在基底上也会呈现出特定方向上的非均匀分布。这将影响到薄膜的厚度均匀性和表面平整度。
其次,对角效应还会导致靶材的不均匀磨损。由于离子束在击打靶材时产生偏移,会导致靶材表面的某些区域受到更多的轰击,从而加速了这些区域的磨损。这将缩短靶材的使用寿命,并增加了薄膜制备过程中的成本。
磁控溅射技术原理、现状、发展及应用实例
磁控溅射技术原理、现状、发展及应用实例(薄膜物理大作业论文)
班级:1035101班
学号:1101900508
姓名:孙静
一、前言
镀膜玻璃是一种在玻璃表面上镀一层或多层金属氧化物薄膜,使其具有一种或多种功能的玻璃深加工产品。自七十年代开始,在世界发达国家和地区,传统的单一采光材料—普通建气琳璃,已逐步为具有节能、控光、调温、改变墙体结构以及具有艺术装饰效果的多功能玻璃新产品所替代,如茶色玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等,其中又以镀膜玻璃尤汐引人注目,发展也颇为迅速,如欧洲共同体国家在1985年建筑玻璃总量的三分之二用的是镀膜玻璃,美国镀膜玻璃的市场在八十年代就已达5000万平方米/年,在香港、新加坡、台湾等经济崛起的东南亚国家和地区,镀膜玻璃的使用也日渐盛行。镀膜玻璃作为一种新型的建筑装饰材料已得到了人们普遍的肯定和喜爱。
目前生产镀膜玻璃所采用的方法大体上可分为浸渍法、化学气相沉积法、真空蒸发法、磁控溅射法以及在线镀膜等五种方法。
浸渍法是将玻璃浸人盛有金属有机化合物溶液的槽中,取出后送人炉中加热,去除有机物,从而形成了金属氧化物膜层。由于浸渍法使玻璃两边涂膜,且低边部膜层较厚,同时可供水解盐类不多,因而在国内未得到很好推广。
化学气相沉积法是将金属化合物加热成蒸汽状,然后涂到加热后的玻璃表面上。这种方法由于受到所镀物质的限制,且在大板上也难
真空蒸发法是在真空条件下,通过电加热使镀膜材料蒸发,由固相转化为气相,从而沉积在玻璃表面上,形成稳定的薄膜。此法的不足之处是所镀膜层不太均匀、有疵点、易脱落。只能生产单层金属镀膜玻璃,颜色也难以控制。
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磁控溅射镀膜工艺六大常见问题点及改善对策:
1.膜层灰暗及发黑
(1)真空度低于0.67Pa。应将真空度提高到0.13-0.4Pa。
(2)氩气纯度低于99.9%。应换用纯度为99.99%的氩气。
(3)充气系统漏气。应检查充气系统,排除漏气现象。
(4)底漆未充分固化。应适当延长底漆的固化时间。
(5)镀件放气量太大。应进行干燥和封孔处理
2.膜层表面光泽暗淡
(1)底漆固化不良或变质。应适当延长底漆的固化时间或更换底漆。
(2)溅射时间太长。应适当缩短。
(3)溅射成膜速度太快。应适当降低溅射电流或电压
3.膜层色泽不均
(1)底漆喷涂得不均匀。应改进底漆的施涂方法。
(2)膜层太薄。应适当提高溅射速度或延长溅射时间。
(3)夹具设计不合理。应改进夹具设计。
(4)镀件的几何形状太复杂。应适当提高镀件的旋转速度
4.膜层发皱、龟裂
(1)底漆喷涂得太厚。应控制在7—lOtan厚度范围内。
(2)涂料的粘度太高。应适当降低。
(3)蒸发速度太快。应适当减慢。
(4)膜层太厚。应适当缩短溅射时间。
(5)镀件温度太高。应适当缩短对镀件的加温时间
5.膜层表面有水迹、指纹及灰粒
(1)镀件清洗后未充分干燥。应加强镀前处理。
(2)镀件表面溅上水珠或唾液。应加强文明生产,操作者应带口罩。
(3)涂底漆后手接触过镀件,表面留下指纹。应严禁用手接触镀件表面。
(4)涂料中有颗粒物。应过滤涂料或更换涂料。
(5)静电除尘失效或喷涂和固化环境中有颗粒灰尘。应更换除尘器,并保持工作环境的清洁
6.膜层附着力不良
(1)镀件除油脱脂不彻底。应加强镀前处理。
(2)真空室内不清洁。应清洗真空室。值得注意的是,在装靶和拆靶的过程中,严禁用手或不干净的物体与磁控源接触,以保证磁控源具有较高的清洁度,这是提高膜层结合力的重要措施之一。
(3)夹具不清洁。应清洗夹具。
(4)底涂料选用不当。应更换涂料。
(5)溅射工艺条件控制不当。应改进溅射镀工艺条件