磁控溅射沉积系统技术参数

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磁控溅射 镀膜速度

磁控溅射 镀膜速度

磁控溅射镀膜速度磁控溅射是一种常用的薄膜沉积技术,利用磁场控制离子轰击靶材,使靶材表面的原子或分子通过溅射形成薄膜。

在磁控溅射过程中,镀膜速度是一个非常重要的参数,它决定了薄膜的厚度和生长速率。

本文将从原理、影响因素和优化方法三个方面来探讨磁控溅射的镀膜速度。

一、磁控溅射的原理磁控溅射是利用磁控电子枪或离子枪,将高能粒子轰击靶材表面,使靶材原子或分子从表面脱离并沉积在基片上形成薄膜的过程。

在磁控溅射过程中,由于磁场的存在,离子在空间中形成磁控电子云,从而使离子在靶材表面形成较高的能量密度,从而促进原子或分子的溅射。

而镀膜速度则是指单位时间内沉积在基片上的薄膜厚度。

二、影响磁控溅射镀膜速度的因素1. 靶材材料:不同材料的靶材具有不同的溅射效率,即单位能量导致的溅射原子数目。

一般来说,金属靶材的溅射效率较高,而绝缘体材料的溅射效率较低。

2. 气体氛围:磁控溅射过程中,通常会加入气体氛围,如氧气、氮气等。

不同气体对溅射速率的影响是不同的,一般来说,氧气会增加溅射速率,而氮气则会降低溅射速率。

3. 溅射功率:溅射功率是指离子或电子轰击靶材的能量。

溅射功率越大,镀膜速度也就越高。

4. 基片与靶材的距离:基片与靶材的距离会影响离子或电子的传输路径和能量损失,从而影响溅射速率。

一般来说,靶材与基片的距离越近,溅射速率越高。

5. 磁场强度:磁场强度是影响磁控溅射的关键参数之一,它可以调节离子或电子的轨道,从而影响溅射速率。

磁场强度越大,溅射速率也就越高。

三、优化磁控溅射的镀膜速度的方法1. 调节靶材材料和气体氛围:根据需要调节靶材材料和气体氛围,以获得所需的镀膜速度。

可以通过实验和经验总结来确定最佳的靶材材料和气体氛围组合。

2. 提高溅射功率:通过增加溅射功率,可以提高镀膜速度。

但需注意不要超过靶材的承受范围,以免损坏靶材。

3. 控制基片与靶材的距离:合理控制基片与靶材的距离,可以使离子或电子的传输路径和能量损失最小化,从而提高溅射速率。

B10-095 JGP-450A 型磁控溅射沉积系统说明书

B10-095 JGP-450A 型磁控溅射沉积系统说明书

JGP-450A型磁控溅射沉积系统用户手册前言:首先感谢购买我们的设备,本着对您负责的精神,并为了确保给您提供最优质的售后服务,特别为您准备了本手册,请您耐心读取相关信息。

如何使用本手册如果您是初次使用该设备,那么您需要通读用户手册。

如果您是一位有经验的用户,则可以通过目录查找相关信息。

本手册涉及的字体及符号说明:字体的大小直接反应父、子关系,符号说明见下表:符号指示性说明代表意义Ø描述性说明没有先后顺序之分,是比q和■高一级目录q详细描述性说明没有先后顺序之分■详细描述性说明有先后顺序之分6提示性说明有利于深刻认识系统,并且可以避免不必要的故障发生警告性说明必须严格遵守的内容,否则会发生严重事故目录绪言 (1)一、系统简介........................................................................................................................1-71、概述 (1)2、工作原理以及技术指标 (2)3、系统主要组成 (3)4、设备的安装 (6)二、系统主要机械结构简介..............................................................................................8-121、磁控溅射靶组件 (7)2、基片加热公转台组件 (8)3、基片挡板组件 (10)4、单基片水冷台组件 (11)5、单基片加热台组件 (11)三、操作规程....................................................................................................................13-16四、电源及控制.............................................................................................................17-22五、注意事项.................................................................................................................23-24六、常见故障与排除........................................................................................................25-26七、紧急状况应对方法 (26)八、维护与维修................................................................................................................27-28绪言JGP450-A型磁控溅射沉积系统是高真空多功能磁控溅射镀膜设备。

磁控溅射沉积sio

磁控溅射沉积sio

磁控溅射沉积sio
磁控溅射沉积(magnetron sputtering deposition)是一种常
用的薄膜沉积技术,它利用磁场和惰性气体离子轰击靶材表面,使
靶材表面的原子或分子被剥离并沉积到基底上形成薄膜。

SiO(二氧
化硅)是一种常见的材料,磁控溅射沉积SiO薄膜具有许多应用,
比如在光学薄膜、光伏器件、集成电路等领域。

从物理角度来看,磁控溅射沉积SiO薄膜的过程涉及到离子轰击、原子扩散和沉积等多个物理过程。

当靶材表面被离子轰击时,
靶材表面的SiO原子或分子会被剥离并以高能量沉积到基底表面上,形成SiO薄膜。

磁场的作用可以提高沉积速率、改善薄膜的致密性
和均匀性。

从工艺参数的角度来看,影响磁控溅射沉积SiO薄膜质量的因
素有很多,比如工艺气压、靶材材料纯度、沉积温度、基底材料等。

合理选择和控制这些工艺参数对于获得高质量的SiO薄膜至关重要。

此外,从应用角度来看,磁控溅射沉积的SiO薄膜具有优良的
光学性能和化学稳定性,因此在制备光学薄膜、光伏器件、集成电
路等方面有着广泛的应用前景。

总的来说,磁控溅射沉积SiO薄膜是一种重要的薄膜沉积技术,它涉及到复杂的物理过程、工艺参数选择和应用前景,对于理解和
掌握这一技术有着重要的意义。

磁控溅射ti的工艺参数

磁控溅射ti的工艺参数

磁控溅射ti的工艺参数嘿,朋友!咱们今天来聊聊磁控溅射 Ti 的工艺参数,这可是个相当有趣又重要的话题哟!你知道吗,磁控溅射 Ti 就像是一场精心编排的舞蹈,而工艺参数就是指挥这场舞蹈的节拍和旋律。

先来说说溅射功率。

这玩意儿就好比是舞者的力量,功率越大,溅射出的粒子就像充满活力的舞者,跳得更高、更远,沉积的速度也就越快。

但要是功率太大了,那可就像舞者用力过猛,容易出现“乱了阵脚”的情况,导致薄膜质量下降。

所以,控制好溅射功率,那可是关键中的关键呐!再讲讲工作气压。

它就像是舞台上的氛围,气压合适,粒子们就能在“舞台”上有序地表演,形成均匀、致密的薄膜。

要是气压太低,粒子们就像在空旷的舞台上找不到伙伴,孤单又迷茫;气压太高呢,它们又像在拥挤的人群中挤来挤去,乱成一团。

你说这是不是很有趣?还有靶基距。

这相当于舞者和观众的距离。

距离适中,观众能欣赏到精彩的表演,也就是能得到质量良好的薄膜。

距离太近,就像观众贴到舞者跟前,会影响表演效果;距离太远,观众又看不清楚,薄膜的质量也就难以保证啦。

至于溅射时间,那就是舞蹈的时长。

时间短了,薄膜还没成型,就像舞蹈刚刚开场就结束,能精彩吗?时间太长,又可能会出现过度沉积,就像舞者跳得太久累得不行,影响整体效果。

还有靶材的纯度,这可关乎着“舞者”的出身。

纯度高的靶材,就像出身名门的舞者,基础好,表演自然精彩;纯度低的靶材,就像半路出家的舞者,总会有些小瑕疵。

温度也是个重要的参数。

它就像舞台的温度,合适的温度能让舞者发挥得更好,让粒子们更活跃,形成的薄膜性能也就更优越。

总之,磁控溅射 Ti 的工艺参数就像是一场精妙的交响乐,每个参数都是一个独特的音符,只有相互协调,才能演奏出美妙的乐章,得到理想的薄膜。

所以,在实际操作中,咱们可得像个经验丰富的指挥家,精心调整每个参数,让这场“磁控溅射之舞”完美呈现!。

磁控溅射镀膜机技术要求

磁控溅射镀膜机技术要求
工作模式
向上溅射(基片台在腔室顶部,靶在腔室底部)
膜厚不均匀性
≤±5%(靶材匹配范围内)
报警及保护
对泵、靶、电极等缺水、过流过压、断路等异常情况进行报警并执行相应保护措施;完善的逻辑程序互锁保护系统
设备质保
需要供应商提供不少于1年的设备免费保修服务。
磁控溅射镀膜机技术要求
设备用途
能够进行磁控溅射、蒸发,基片台可用射频电源加负偏压对基片进行反溅清洗活化、辅助溅射功能。该设备主要用来开发纳米级导电膜、半导体膜、绝缘膜以及镍、钴磁性膜等。
主要技术指标
真空腔室
304优质不锈钢真空腔室,上开盖结构;观察窗1套
真空系统
涡轮分子泵+直联旋片泵准无油真空系统,数显复合真空计
真空极限大气抽至6.0×10-3Pa≤15min
基片台尺寸
最大可镀基片尺寸/面积:Ф100mm范围内可装卡各种规格基片
基片加热与旋转
基片台加热:室温~400℃,PID控温;基片旋转:0-20转/分钟连续可调;基片台有负偏压装置,可切换射频电源反溅清洗样片
溅射靶及电源
2英寸圆形平面靶1只,靶的角度可调,1对水冷蒸发电极;配冷却循环水机;该靶兼容直流溅射/中频溅射/射频溅射;配2000VA直流溅射电源1台、500VA射频溅射电源1台、2000VA直流蒸发电源1台

磁控溅射淀积速率影响因素及最佳工艺参数研究

磁控溅射淀积速率影响因素及最佳工艺参数研究

3 磁 控 溅 射 淀积 速 率 影 响因素及 最 佳 工 艺参 数 的 平均 自由程与气体压强、气体分子直径成 反比,与气体温度成
研究
正比。在保持气体分子直径和气体温度 不变 的条件 如果工
3.1实验环 境 、设备 过程
作压 强增大 ,气体分 子平均 自由程将 减小,溅射粒子与气体分
关键 词:磁控 溅射 ;集 成电路 金属化 ;淀积速率 影响因素 ;最佳工艺条件
1 引言
数学计算等多种研 究方法,对 淀积 速度的主要影响因素进行
随着集 成电路规模 的发展 ,器件尺寸的缩小,多层布线 了分析,得出了规律,并根据产品对膜 厚的要求范围,得 出最 和铜互连的引入 ,对于形成器件接 触和互连 的金属化方面也 优的工艺条件。
响 ,虽然已经有磁控溅 射工艺的研 究,但是限于理论和实 率,产生了更多的二次电子,进而增 加了等离子体 中电离的速 验室的研究较多,对于用于大规模实际生产的溅射工艺研究 率。最 终的效果是增加了等离子体 的密度 ,淀积速率提高数
很少,磁 控溅射镀 膜工艺具有共性的规律,但 同时不 同国家 倍 。
不同型 号的设备 镀膜中也具有个性。本文采用 目前大规 模生
产中先进的常用的圆形平面磁控溅射设备对磁控溅射镀膜工
艺进行研究很有实际意义。本文采用实验验证 ,理论分析,
作者 简介 :董西英,硕士,高级卫 陧师,微电子技术专 嫦 I头人, 南京盎 积业技术学院,研 究方 集成电路芯虹 艺、封装 测试; 马刚领,南京 息职 业技 术学院。
接触 、整流 接触 ,大大地 提高了器件 的成 品率 .对降低器 件 按物理过程撞击 出靶材原子,被撞出的靶材原子穿过真空最
成本起到了极为重要的作用“ 。此 外磁 控溅射镀膜工艺还具 后淀积在硅片上。磁控溅 射工艺的设备示意如图1,高纯金属

pvd 磁控溅射 参数

pvd 磁控溅射 参数

pvd 磁控溅射参数
PVD磁控溅射是一种先进的薄膜沉积技术,广泛应用于半导体、光学、电子、医疗和其他领域。

在PVD磁控溅射过程中,通过将材
料加热至高温,然后用离子轰击材料表面,将材料蒸发并沉积在基
板上。

这种技术可以制备出高质量、均匀的薄膜,具有很好的附着
力和致密性。

在PVD磁控溅射过程中,有许多参数需要精确控制以确保薄膜
的质量和性能。

其中包括溅射功率、基板温度、溅射气体压力、溅
射距离、溅射时间等。

这些参数的调节可以影响薄膜的成分、结构、厚度和性能。

溅射功率是影响薄膜沉积速率和结晶度的重要参数。

较高的溅
射功率可以提高薄膜的沉积速率,但也可能导致薄膜结晶度下降。

基板温度对薄膜的结晶度和附着力也有重要影响,通常需要在特定
温度范围内进行控制。

溅射气体压力和溅射距离也会影响薄膜的成分和结构。

高压力
下溅射的薄膜通常具有较高的致密性,而较远的溅射距离可能导致
薄膜成分的改变。

此外,溅射时间的长短也会影响薄膜的厚度和均
匀性。

总之,精确控制PVD磁控溅射的参数对于薄膜的质量和性能至关重要。

通过合理调节这些参数,可以获得具有特定性能的薄膜,满足不同领域的需求。

这使得PVD磁控溅射成为一种非常重要的薄膜沉积技术,为各种应用领域提供了高质量的薄膜材料。

高真空磁控溅射薄膜沉积系统技术指标

高真空磁控溅射薄膜沉积系统技术指标

高真空磁控溅射薄膜沉积系统技术指标一、系统的主要组成及技术指标溅射室极限真空度:W6.6xl0-spa(经烘烤除气后);(洁净真空环境)系统从大气开始抽气:溅射室40分钟可达到6.6x10-4Pa;(抽速快,缩短实验准备时间)系统停泵关机12小时后真空度:≤5Pa;膜厚均匀性:优于±5%,铜膜,200nm1、溅射真空室真空室为圆筒形前开门结构,尺寸e450mmx400mm,全不锈钢结构。

可内烘烤到IOO〜150℃,选用不锈钢材料制造,氮弧焊接,表面进行电化学抛光国内首家钝化处理,接口采用金属垫圈密封或氟橡胶圈密封;手动前开门结构;靶安装在上盖,基片转台安装在下底盘(靶台与样品台可以实现上下互换)。

真空室组件上焊有各种规格的法兰接口与功能部件相连接2、磁控被射系统:3套2.1靶材尺寸:60mm;2.2提供靶材:不锈钢、钛、铁各一块(仅供测试靶材用);2.3强磁靶可溅射磁性材料,射频溅射与直流溅射兼容,靶内水冷;2.4每个靶都配备气动控制挡板组件1套;2.5靶在上,向下溅射,具有单独溅射、轮流溅射、共溅射功能(靶与样品台的位置可以调换;2.6暴露大气下,磁控靶可手动调节共溅射角度;2.7磁控靶与基片的距离可调,调节距离为:90730mm。

3、旋转加热基片台3.1基片尺寸和数量:最大可放置1片6英寸圆形样品;4英寸范围内膜厚均匀性:优于±5%,铜膜,200nm(注:工艺部分在乙方现场完成,甲方现场只做安装、调试本机);3.2基片通过进口加热丝加热方式,样品加热温度:≥700o C,连续可调;加热装置在真空室上法兰上,对基片托板进行加热,通过热电偶控制控温电源实现闭环控制,系统由加热器和1个加热控温电源组成,加热电源配备控温表,控温方式为PlD自动控温及数字显不;3.3基片自转速度5〜20转/分连续可调;3.4气动控制样品挡板组件1套;3.5样品台安装-200V偏压电源(辅助沉积)。

磁控溅射台技术参数

磁控溅射台技术参数

磁控溅射台技术参数磁控溅射台技术参数一、设备名称:磁控溅射台二、采购数量:1台三、技术参数及配置要求:1.真空室:不锈钢真空室2.极限真空:6.7×10-5 Pa(环境湿度≤55%);3.真空室漏气率:≤5.0×10-7 Pa?L/s;4.抽气速率:系统短时间暴露大气并充干燥N2开始抽气,溅射室30分钟可达到9.0×10-4 Pa;5.真空室保压:系统停泵关机12小时后真空度:≤5Pa;6.溅射材料:至少3inch向下兼容;各种金属、合金、化合物、陶瓷、超导、铁磁、铁电、热电、磁性材料薄膜7.溅射靶:Φ60mm可弯曲磁控溅射靶三只(其中一只为强磁靶),上置安装,靶基距6~10cm范围内可调;8.溅射不均匀性:≤±5%(共溅工位Φ75mm范围内,直溅工位Φ37.5mm范围内)9.溅射室规格:内空容量≥0.1m310工件台旋转:中心工位自转,转速5~30rpm可调,11样品加热:样品衬底可加热,共溅加热温度≥600℃,直溅三工位加热温度均达到≥400℃,多段控温模式,控温精度±1%,12.载片量:Φ75mm 样片一片。

13.高效实验模式。

一炉可以完成不少于3次的相互无污染的独立工艺试验。

14.进口射频电源:600W,一台。

15.进口直流电源,1000W,一台。

16.偏压电源,一台。

17.质量流量控制器2台,气路三条Ar、O2、N2,并提供气体Ar、O2、N2各一瓶,以及相关减压阀。

18.复合分子泵,600升/秒,设备选用不低于中科科仪产品。

19.外企生产机械泵:8升/秒,设备选用不低于日本真空独资宁波爱发科产品。

20.超高真空插板阀。

21.自动压力控制系统,配套进口规管。

22.全自动控制系统,包括进口控制模块、工控机、控制软件。

23.配套循环冷却水机、静音空气压缩机。

24. 配套靶材7种:Al、Cu、Cr、Ti、Si、SiO2、Au(其中靶材Au为Φ60mm*3mm,纯度不低于99.99%,其他6种为Φ60mm*5mm,高纯)。

磁控溅射仪主要技术指标

磁控溅射仪主要技术指标

磁控溅射仪主要技术指标
磁控溅射仪主要技术指标
真空室尺寸:视窗不锈钢真空室,Ф200 x200mm
真空系统:配置涡轮分子泵、机械泵(带防返油过滤器)
极限压力:≤1.0 x 10-5Pa
恢复真空时间:恢复工作背景真空6×10-4Pa:35分钟左右(充干燥氮气)
磁控靶组件:配置两个直径2英寸溅射靶枪,带独立挡板,共焦溅射,可以溅射小于等于4英寸的工件;有一个靶枪为磁场增强型,可以溅射厚度不小于3mm的Ni靶材;直流电源和射频电源可以自动切换到两个靶枪实现直流和射频溅射;4英寸工件溅射均匀性优于±5%;溅射重复性优于±3%。

样品尺寸:≤4 inches (约100mm)
运动方式: 0~20RPM
气路系统:配置两路进气,采用知名品牌流量计控制(最大流量50sccm)
计算机控制系统:触摸屏控制系统,可以在触摸屏上实现所有设备操作。

磁控溅射系统基本技术要求

磁控溅射系统基本技术要求

磁控溅射镀膜机技术规格1.货物名称、数量磁控溅射镀膜机1套2.工作条件及用途2.1工作条件2.1.1能在电源电压380±10%V、50±2%Hz、室温0℃~40℃的环境下连续正常工作。

2.1.2连续工作时间能力不应少于168小时,设备服役期限15年。

2.2用途主要用于镀制多层金属及金属化合物薄膜。

3.技术规格卖方所提供的磁控溅射镀膜机必须是技术先进,经济合理,成熟可靠的产品。

本条中带*技术指标为关键指标,不允许有超标。

3.1基本要求磁控溅射镀膜机由无油真空系统、溅射系统、气体压强控制装置、气体流量控制装置以及烘烤旋转系统等组成。

可满足样品尺寸为φ50mm,多片(4片以上)同时镀制要求,可满足三靶共溅射要求;溅射室采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造;气体管路采用不锈钢硬管;所有设备要求为集装式。

溅射室的观察窗不少于2个;备用接口不少于2个,溅射室内部应有照明装置。

3.1.1样品尺寸:≥φ50mm,*3.1.2膜厚不均匀性:≤±5%;*3.1.3膜厚重复性≤±3%;3.2真空系统3.2.1真空室直径≥φ500mm。

3.2.2极限真空度:≤6.0⨯10-5Pa*3.2.3恢复抽真空时间:从大气~4×10-3Pa小于15分钟*3.2.4真空测量装置范围:大气~1×10-5Pa3.2.5系统漏率:停泵关机12小时后真空度≤5Pa。

3.2.6真空测量:宽量程真空计(用于真空监测)和精度优于1.5%的薄膜规(用于工艺真空控制,建议采用美国MKS产品);3.3溅射系统3.3.1溅射材料:Ti,Pt,Au,钛酸锶钡等;还可溅射其它金属、氧化物等;*3.3.2溅射靶:溅射靶的数量不少于4个,可满足三靶共溅射要求;要求共溅射和单靶溅射模式转换调节方便;预留一个靶的空位和接口,作为离子源安装备用接口;3个直流靶为高真空型、1个射频靶,其中一个直流靶为磁场增强靶;靶位置:向上溅射;溅射靶与基片距离可调节,每只溅射靶分别配有挡板;4个永磁靶均为摆头靶,可分别实现多层镀膜和掺杂镀膜。

磁控溅射沉积系统技术参数.doc

磁控溅射沉积系统技术参数.doc

磁控溅射沉积系统技术参数.doc磁控溅射沉积系统技术参数一、功能及基本要求设备能够用于沉积纳米级的单层及多层功能膜和复合膜。

要求可镀金属、合金、化合物、半导体、陶瓷膜、介质复合膜和其它化学反应膜等。

要求设备工作的稳定性高、实验重复性好、多次实验结果误差小,从大气抽至工作真空度时间短,设备自动化程度高,操作简便,占地面积小,真空泵工作时噪音小。

二、技术指标1 工作条件:1.1 正常室温(10℃-40℃)下,室内操作1.2 电源:220V,50Hz1.3 相对湿度:10—75%主要技术指标2 磁控靶2.1 至少有2套永磁共焦磁控溅射靶2.2 溅射靶角度连续可调2.3 各溅射靶可独立/顺次/共同工作2.4 磁控靶能够通水冷却以维持在较低温度2.5 磁控靶RF、DC、MF兼容以满足不同种类的溅射需求2.6 至少有一个靶位可以溅射磁性材料2.7 磁控靶与基片的距离可调,以满足不同种类的溅射需求3 真空条件3.1 极限真空度≤6*10-5Pa(经烘烤除气后)3.2 有负载情况下从大气抽至工作真空度时间小于等于35分钟3.3 系统停泵关机12小时后真空度≤5Pa4 样品台4.1 样品台可放置样品的尺寸≥4英寸4.1 样品台具有旋转功能,转速0-30rpm(或以上)可调4.2 样品台具有加热功能,加热温度室温-500℃(或以上)可控可调5 气路系统至少配备有两路进气系统,包含惰性气体和反应气体,且带有流量控制计6 镀膜均匀性对样品镀膜的不均匀度≤±4.5%7 反溅清洗要求设备能够施加负方向的偏压,在开始沉积之前能够对基片进行清洗三、技术服务和培训卖方须到买方提供的现场免费安装、调试设备,进行操作试验,直至运行正常,为仪器操作人员提供免费的操作及维护培训。

四、质量保证测试验收合格后至少1年的整机质保。

磁控溅射不同元素掺杂WS_(2)薄膜的组织和纳米压痕力学性能

磁控溅射不同元素掺杂WS_(2)薄膜的组织和纳米压痕力学性能

2020年12月第44卷 第12期Vol.44No.12Dec.2020 MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERINGDOI:10.11973/jxgccl202012004磁控溅射不同元素掺杂ws2薄膜的组织和纳米压痕力学性能贺江涛V,蔡海潮3,薛玉君1,2,杨芳2,马喜强2(河南科技大学1.机电工程学院,2.河南省机械设计及传动系统重点实验室,洛阳471003;3.洛阳轴承研究所有限公司,洛阳471039)摘要:采用磁控溅射法在不同沉积压力(0.8,1.2Pa)下分别制备WS?薄膜,Ti/WS2复合薄膜和La-Ti/WS2复合薄膜,研究了薄膜的组织结构和纳米压痕力学性能。

结果表明:WS2薄膜呈疏松多孔结构,晶粒粗大,孔洞较多,组织致密性差;与WS2薄膜相比,Ti/WS2复合薄膜的晶粒尺寸减小,组织变得致密,掺杂铜后薄膜的晶粒尺寸进一步减小,组织更致密;锢的掺杂还降低了薄膜中硫与鸽的原子比,增加了硬质鸽相的相对含量,提高了薄膜的硬度和变形抗力。

关键词:磁控溅射;WS?薄膜;魏掺杂;晶粒尺寸;纳米压痕力学性能中图分类号:TG174.444文献标志码:A文章编号:1000-3738(2020)12-0024-05 Microstructure and Nanoindentation Mechanical Properties of WS2Film with Different Doping Elements by Magnetron SputteringHE Jiangtao12,CAI Haichao'3,XUE Yujun12,YANG Fang2,MA Xiqiang2(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, 2.Henan Key Laboratory for Machinery Design andTransmission System,Henan University o£Science and Technology,Luoyang471003,China;3.Luoyang Bearing Research Institute Co.,Ltd.,Luoyang471039,China)Abstract:The WS2film,Ti/WQ composite film and La-Ti/WQ composite film were prepared by magnetron sputtering under different deposition pressures(0.8, 1.2Pa).The microstructure and nanoindentation mechanical properties of the films were studied.The results show that the WS2film had a loose and porous structure with coarse grains and many pores;the density of microstructure was pared w让h those of the WS2film,the grain size of the Ti/WQ composite film was reduced and the structure was densified.The doping of lanthanum further reduced the grain size of the film,and the microstructure was more compact.The doping of lanthanum also reduced the atomic ratio of sulfur to tungsten in the film,increased the relative content of the hard tungsten phase,and finally increased the hardness and deformation resistance of the film.Key words:magnetron sputtering;WS2film;lanthanum doping;grain size;nanoindentation mechanical property0引言随着航空航天技术的发展,固体润滑涂层在空间运动机构的润滑方面得到了广泛应用。

磁控溅射镀膜机等设备技术参数

磁控溅射镀膜机等设备技术参数

磁控溅射镀膜机/电子束蒸发镀膜仪技术参数一、电子束蒸发镀膜仪技术要求:1. 整机需采用柜式一体化集成封闭结构。

高压强电系统需密封在柜内。

2. 镀膜技术:采用高真空电子束镀膜和电阻式热蒸发镀膜两种技术。

3. 电子枪及热蒸发源:3.1)1台E型电子枪(功率≥8KW)3.2)四穴水冷坩埚(无氧铜材料)。

与基片的距离必须350~400mm可调。

3.3)3套水冷电极柱3.4)3套电阻热蒸发源3.5)4套挡板。

4. 真空腔体:4.1)需用真空专用奥氏体,304不锈钢。

立式D形前开门结构;4.2)真空室内外全部电化学抛光。

4.3)必须预留膜厚仪接口及两个CF35接口;4.4)腔体上要有≥Φ100mm观察窗,需配不锈钢挡板。

观察窗。

4.5)极限真空≤8×10-5Pa4.6)不锈钢金属波纹管路,真空规管用金属规,需用微机型复合真空计。

5. 真空系统:真空系统需采用分子泵(抽速≥1200L/S)+机械泵真空机组(抽速≥8L/S)。

6. 控制系统:采用PLC控制。

同时具有手动操控方式和半自动运行方式。

7. 电源系统:恒流,0~300A,可控可调。

能在三套热蒸发源之间切换使用。

8. 基片台:8.1)需配1套尺寸不小于Ф200mm可水冷样品台。

8.2)4块独立挡板,可通过磁控拉杆独立控制4部分区域镀膜;8.3)基片转速2~20转/分,可控可调。

基片台可旋转、可升降。

9. 膜厚仪:四通道,分辨率≥0.1埃;至少配1支水冷膜厚探头。

10. 水冷系统:需配1台循环制冷恒温水箱,确保能满足冷却要求。

11. 动力气源:需配1台低噪声气泵,确保系统能正常工作。

12. 安全及报警系统:具有完善的真空互锁及保护系统,对泵、电极等缺水、过流过压、断路等异常情况报警并执行相应保护措施。

至少配6台水流流量计,观察窗必须加装铅玻璃和滤光片。

二、磁控溅射镀膜机技术要求:1. 整机需采用柜式一体化集成封闭结构。

高压强电系统需密封在柜内。

2. 镀膜形式:三个磁控溅射靶向心溅射镀膜。

高真空磁控溅射仪技术参数

高真空磁控溅射仪技术参数

高真空磁控溅射仪技术参数1用途该系统适用于实验室制备金属单质、氧化物、介电质、半导体膜、电极材料等。

2 工作条件2.1环境温度: 0 —40℃;2.2相对湿度: 20-50%;2.3适用电源规格:380V(AC),50。

3 技术参数3.1真空腔室采用前开门,选用优质不锈钢,牌号不低于304★3.2 前级机械泵:抽速不小于8.3L/s★3。

3 复合分子泵:抽速不小于1300L/s;包含可控蝶阀★3.4 溅射室极限真空度≤8x10—6Pa(经烘烤除气后)3.5系统真空检漏漏率≤5x10—7Pa.l/S★3。

6系统停泵关机12小时后真空度≤6Pa3.7 反磁控皮拉尼真空计★测试范围: 10—9mbar至1000mbar精度:不超过±30%可重复性:不超过±5%反应时间:P10-6mbar:小于10毫秒3.8电容膜片真空计测试范围:10—2Pa至102Pa精度:0。

2%分辨率:0。

003%压强最大:260KPa反应时间:不超过30毫秒温度效应:在满量程:0.01%读值/℃3.9配备三靶溅射系统,含一个强磁靶。

靶大小为60mm或3英寸,XX靶可/顺次/共同工作,电源和靶可自动切换,XX靶含旋转气动控制挡板组件3.10 全自动匹配直流电源2台★功率输出:单输出 0~500W,最大可输出到500W输出电流: 0~1A模式:功率调节、电流调节或电压调节显示精度:小于实际输出值的0。

2%,或小于最大输出值的2%多级弧抑制及灭弧3。

11 ★全自动匹配射频溅射电源1套(包括600w射频电源、1000VA匹配器、射频电缆、数据电缆)频率:13.560M,误差不超过± 0。

005 %最大输出功率(W): 600W,50Ohm负载最小输出功率(W): 6W, 50Ohm负载反射功率极限(W): 小于200W射频输出接头:N-type(fem.)最低启辉气压:10—5Pa射频匹配器最大工作功率:1000W射频匹配器阻抗调节范围:-j220到j503。

磁控溅射系统基本技术要求

磁控溅射系统基本技术要求

磁控溅射系统基本技术要求磁控溅射技术是一种常用的表面涂层技术,其主要应用于金属和陶瓷等材料的制备和涂装工艺。

该技术具有高效、环保、省能等优点,在航空、航天、电子、建材和汽车等领域得到广泛的应用。

以下是关于磁控溅射系统基本技术要求的介绍。

磁控溅射系统构成磁控溅射系统主要由以下几个部分组成:1.溅射源:是磁控溅射系统中最主要的组成部分,其目的是通过电弧或其他方法将目标材料加热,使其变成蒸汽或离子的形式,并将其喷射到表面上。

2.磁控装置:是系统中必要的部件,其作用是将带电的粒子引导到基底表面,并控制沉积厚度和成膜质量。

3.基底清洗装置:磁控溅射系统必备的组成部分之一,其作用是清洗基底表面,以确保良好的粘附质量并减轻表面缺陷。

4.惰性气体供应系统:惰性气体一般用于气氛控制和作为扩散气体。

主要供应氖气、氦气等。

5.辅助设备:如抽真空系统、高压直流电源、电极、调节装置等。

磁控溅射技术要求基底处理在进行磁控溅射涂装时,亲和力高、表面光洁度好、无油污和控制参量稳定的基底表面是必须的。

基底的表面光洁度和氧化状态均会影响后续的磁控溅射涂装工艺。

因此,应对基底表面进行一系列的清洗、去油、抛光、脱氧等处理工艺,以便使得其表面达到所要求的状况。

物质选择选择合适的溅射材料,对于保证磁控溅射涂装质量来说是至关重要的。

在进行溅射材料的选择时,应考虑其化学成分、物理特性、结构性能等因素,以便确保溅射材料能够满足工艺要求,并保证其与表面的粘附性。

溅射条件对于溅射条件的选择,其主要依据是溅射材料的物理性质和目标涂层的质量标准。

在溅射过程中,应对各项参量予以严格控制,如气氛、溅射电流、溅射功率、沉积速度等,以保证成膜速度、膜层厚度、颗粒大小等参数的准确控制和调节。

喷涂设备磁控溅射涂装设备应具有高度的自动化程度和稳定性,以确保溅射涂装的全过程不受外界因素的干扰。

在选购喷涂设备时,应根据溅射涂装工艺和工艺参数综合考虑设备的各项指标,如溅射功率、电子束束流密度、溅射效率、撞击速度、设备稳定性等因素。

等离子增强磁控溅射技术介绍

等离子增强磁控溅射技术介绍

第二章等离子增强磁控溅射沉积技术等离子增强磁控溅射(Plasma Enhanced Magnetron Sputtering)沉积技术,简写为PEMS,是物理气相沉积(PVD)技术的一种。

它与传统磁控溅射(Conventional Magnetron Sputtering,简写为CMS)的区别在于其运用独立的电子发射源达到等离子体增强的效果,制备出涂层的致密度、硬度和韧性等均有显著提高。

运用PEMS技术可以制备传统磁控溅射技术的所有涂层,如TiN,CrN,TiAlN,TiCN 等[]。

2.1 PEMS技术的原理PEMS技术结合传统磁控溅射技术的优点,在其基础上做了改良,图2.1为PEMS技术的原理图和实际镀膜工作时的图片。

如图2.1(a)所示,PEMS真空室的尺寸为700×700×700mm3,左右两边分别有一个圆柱形金属靶,尺寸为1.5cm ×φ170mm。

在真空室的中央,有一个旋转的工作台便于悬挂工件,工作台旋转的速度为10~20rpm,钨丝的长度为20cm。

图2.1 (a)PEMS技术的工作原理图(b)实际镀膜工作图PEMS技术应用了一个电子发射源来产生更多的电子,一般选用加热的钨丝或者空心阴极管作为电子发射源。

从实际工作图2.1(b)的下方可以隐约看见耀眼的光线,即钨丝在加热状态发出的光线。

当真空室内气压到达几个毫托,在钨丝和真空壁之间施加直流放电电压(DC Discharge Power Supply),即:真空壁接地,钨丝上为恒定负偏压(~-100V)。

同时,在钨丝上加载交流电(电压20~30V,电流40~45A),钨丝被加热后向真空室内释放电子,在放电电压的作用下,电子被加速向真空壁飞去,由于真空室内存在大量的气体分子(Ar,TMS,N2等),电子与中性气体分子(原子)发生碰撞,导致气体电离,并最终使真空室内产生等离子体。

等离子体中带正电的Ar离子受到靶材的吸引,轰击靶材产生溅射。

高通量大面积磁控溅射沉积系统采购项目基本情况表

高通量大面积磁控溅射沉积系统采购项目基本情况表

高通量大面积磁控溅射沉积系统采购项目基本情况表一、采购内容及技术参数指标要求(一)具体技术指标要求我室拟采购高通量大面积磁控溅射沉积系统一套,由样品缓冲室、真空溅射室、真空系统、磁控靶系统、电源系统、高通量溅射系统、气路系统、加热系统、自动控制系统、安全保护系统等组成。

各部分具体技术指标要求如下:1.样品缓冲室室为真空泵机组抽气的低真空环境。

设置8组样品盘,设备支持8片装的连续生产模式。

2.真空溅射室真空溅射室有四个磁控靶接口,安装四只磁控靶。

其中三只直流溅射靶、一只射频溅射靶。

溅射室上盖分为四个区,独立自动打开,便于安装、维修、清洗、更换靶材等。

至少一只靶与高通量组件可以互换使用,拆下该靶,更换上高通量法兰组件即可进行高通量研究。

3.真空系统真空系统采用大口径复合分子泵、旋片式真空泵将真空室抽至高真空状态。

溅射室极限真空度W6.7X10-5pa°溅射室工作状态通过薄膜规进行测量,并参与恒压控采用电动插板阀作为压力调节阀,通过高精度薄膜规测量,闭环压力调节控制软件控制,使工气压达到恒定状态,保证工艺稳定性及重复性。

4.磁控靶系统典型样品尺寸380mmX300mm o靶座带有防相邻靶污染的挡板,靶与样品间带有防污筒,以达到防绕射、防相邻靶污染的效果。

磁控靶带有内置均匀布气系统。

有效镀膜区(380mm×300mm)不均匀性W±5%。

可用于非磁性常规材料和磁性常规材溅射。

5.电源系统设备配置直流电源,可用于金属直流溅射,也可用于直流反应溅射。

支持双靶溅射,提高厚膜的溅射速率。

配置射频电源,可用于射频溅射介质、非金属、金属化合物、半导体等薄膜。

电源功率调节与输出可参与自动化控制。

6.高通量溅射系统系统配两只共聚焦磁控靶,通过对单孔掩膜板的两维精密运动,一次获得不少于25个实验结果(8片装结构可获得不少于200个实验结果)。

支持两元材料多层膜高通量研究,两元材料混合掺杂膜的高通量研究。

磁控溅射镀cr参数-概述说明以及解释

磁控溅射镀cr参数-概述说明以及解释

磁控溅射镀cr参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:磁控溅射镀Cr技术是一种常用的表面处理工艺,通过在真空环境下利用外加电场或磁场,将Cr靶材溅射到基板表面,形成均匀、致密的薄膜覆盖层。

这种工艺可以改善材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。

本文旨在探讨磁控溅射镀Cr工艺中关键的参数设定,分析影响这些参数的因素,探讨确定最佳参数的方法,并总结磁控溅射镀Cr的优势和发展前景。

随着市场对高性能、高质量产品的需求不断增加,磁控溅射镀Cr 技术的应用也将更加广泛。

因此,正确设定磁控溅射镀Cr参数的重要性也越发凸显。

1.2 文章结构文章结构部分将会介绍本文的整体组织架构,主要包括引言、正文和结论三个部分。

引言部分将概述磁控溅射镀Cr技术的背景和重要性,结合文章的目的和结构进行介绍。

正文部分将详细介绍磁控溅射镀Cr工艺、影响磁控溅射镀Cr参数的因素以及确定最佳参数的方法。

结论部分将总结磁控溅射镀Cr的优势,探讨其发展前景,并强调参数设置的重要性。

通过这样的结构,读者可以清晰地了解本文的主要内容和论点,使得文章的逻辑性和连贯性得到更好的体现。

1.3 目的本文的目的在于深入探讨磁控溅射镀Cr的工艺特点,分析影响磁控溅射镀Cr参数的各种因素,探讨确定最佳磁控溅射镀Cr参数的方法,以及总结磁控溅射镀Cr的优势和展望其发展前景。

通过对磁控溅射镀Cr过程进行深入分析和研究,旨在为相关领域的研究和实践提供理论指导和实用建议,提高磁控溅射镀Cr技术的应用效率和产品质量,推动其在材料表面处理领域的广泛应用。

同时,强调磁控溅射镀Cr参数的重要性,为相关研究工作者和工程师提供参考和借鉴,促进该技术的不断创新和完善。

2.正文2.1 磁控溅射镀Cr工艺磁控溅射镀Cr是一种常用的表面处理工艺,通过在真空环境中利用磁场控制溅射材料,将Cr(铬)等金属材料沉积到基材表面,形成一层均匀的薄膜。

这种工艺可以使得镀层具有良好的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能,广泛应用于电子、光学、机械等领域。

真空磁控溅射技术

真空磁控溅射技术

真空磁控溅射技术真空磁控溅射技术磁控溅射是目前应用最广泛的一种溅射沉积方法。

它是在二极直流溅射的基础上,在靶表面附近增加一个磁场。

电子由于受电场和磁场的作用,做螺旋运动,大大提高了电子的寿命,增加了电离产额,从而放电区的电离度提高,即离子和电子的密度增加。

放电区的有效电阻变小,电压下降。

另外放电区集中在靶表面,放电区中的离子密度高,所以入射到靶表面的离子密度大大提高,因而溅射产额大大增加。

也就是磁场控制溅射方式。

所谓溅射(sputtering)是指被加速的正离子轰击阴极(靶)表面时,将自身的能量传给阴极表面的原子,原子离开阴极沉积在基体上。

是动量传递过程。

利用溅射现象沉积薄膜的技术称溅射沉积技术。

溅射理论:公认的是碰撞理论,入射离子与固体表面原子发生弹性碰撞后,将其中一部分能量给了原子,该原子的动能超过它与其他原子形成的势垒(对金属约5--10ev)时,原子就会从晶格点阵碰出,形成离位原子,又与其他附近原子发生反复碰撞--联级碰撞。

当原子动能超过结合能(1--6ev)时,原子离开表面进入真空室沉积在设置的基体上,形成薄膜。

入射正离子轰击固体表面后除产生原子外,还有其他现象产生,主要是原子和电子。

原子沉积在基体上形成薄膜,电子用来维持辉光放电的继续。

产生原子的多少用溅射产额(S)表示。

一、溅射产额及其影响因素溅射产额--单位离子入射到表面后产生的原子数,单位:原子数/离子,也叫溅射率或溅射系数。

决定阴极被剥离的速度,并在很大程度上决定薄膜的沉积速率。

溅射产额与入射离的能量、质量、种类、入射角度及被溅材料的种类有关。

1、溅射产额与入射离子的关系:1)与入射离子种类的关系:对于同一种被溅材料,当轰击离子的质量增加时,溅射产额随之增加,而且最大溅射产额出现在周期表惰性气体上;2)与入射离子能量的关系:在入射离子的能量很低的一个范围内,没有或者几乎没有溅射发生,随着离子能量的增加,溅射产额也增加,当能量继续增加超过某一个值时,溅射产额不但不增加反而还要下降(S=0时的最高能量称为溅射的域值能量,一般为10--30ev);3)与离子入射角的关系:当入射角从0°(离子垂直入射到靶面)逐渐增加时,最初的溅射产额(S)也随之增加,当达到某一值(Al为75°)时,S达到最大,角度再增加S反而下降,至90°时,溅射产额下降到零。

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磁控溅射沉积系统技术参数
一、功能及基本要求
设备能够用于沉积纳米级的单层及多层功能膜和复合膜。

要求可镀金属、合金、化合物、半导体、陶瓷膜、介质复合膜和其它化学反应膜等。

要求设备工作的稳定性高、实验重复性好、多次实验结果误差小,从大气抽至工作真空度时间短,设备自动化程度高,操作简便,占地面积小,真空泵工作时噪音小。

二、技术指标
1 工作条件:
1.1 正常室温(10℃-40℃)下,室内操作
1.2 电源:220V,50Hz
1.3 相对湿度:10—75%
主要技术指标
2 磁控靶
2.1 至少有2套永磁共焦磁控溅射靶
2.2 溅射靶角度连续可调
2.3 各溅射靶可独立/顺次/共同工作
2.4 磁控靶能够通水冷却以维持在较低温度
2.5 磁控靶RF、DC、MF兼容以满足不同种类的溅射需求
2.6 至少有一个靶位可以溅射磁性材料
2.7 磁控靶与基片的距离可调,以满足不同种类的溅射需求
3 真空条件
3.1 极限真空度≤6*10-5Pa(经烘烤除气后)
3.2 有负载情况下从大气抽至工作真空度时间小于等于35分钟
3.3 系统停泵关机12小时后真空度≤5Pa
4 样品台
4.1 样品台可放置样品的尺寸≥4英寸
4.1 样品台具有旋转功能,转速0-30rpm(或以上)可调
4.2 样品台具有加热功能,加热温度室温-500℃(或以上)可控可调
5 气路
系统至少配备有两路进气系统,包含惰性气体和反应气体,且带有流量控制计
6 镀膜均匀性
对样品镀膜的不均匀度≤±4.5%
7 反溅清洗
要求设备能够施加负方向的偏压,在开始沉积之前能够对基片进行清洗
三、技术服务和培训
卖方须到买方提供的现场免费安装、调试设备,进行操作试验,直至运行正常,为仪器操作人员提供免费的操作及维护培训。

四、质量保证
测试验收合格后至少1年的整机质保。

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