磁控溅射技术及其应用
磁控溅射的原理及应用
磁控溅射的原理及应用1. 什么是磁控溅射磁控溅射是一种常用的薄膜沉积技术，通过利用磁场将材料原子或离子从靶材表面释放出来，形成一个薄膜层，沉积在基底表面上的一种方法。
这种方法可以在真空环境中进行，可以用于各种材料包括金属、合金、氧化物等。
2. 磁控溅射的原理磁控溅射的原理基于带电粒子在磁场中的运动规律。
溅射系统通常由一个靶材和一个基底组成，它们被放置在真空室中。
磁控溅射的过程包括以下几个步骤：1.靶材表面被离子轰击，其中的原子或离子被释放出来。
2.磁场控制离子在真空室中的运动轨迹。
3.基底表面上的原子或离子吸附并形成一个薄膜层。
这个过程中，磁场是十分重要的。
磁场会引导离子沿着特定的轨迹运动，使得离子沉积在基底的特定位置上。
磁场还可以控制离子的能量和方向，从而影响薄膜的性质和微结构。
3. 磁控溅射的应用磁控溅射是一种多功能的薄膜沉积技术，广泛应用于各种领域。
3.1 表面涂层磁控溅射可以用于向基底表面沉积各种薄膜层。
这些薄膜层可以具有不同的功能，如防腐、耐磨、导电等。
它们可以用于改善材料的性能和外观。
3.2 光学薄膜磁控溅射可以制备高质量的光学薄膜。
这些薄膜可以应用于光学器件，如镜片、滤光片、反射镜等。
因为磁控溅射是在真空环境中进行的，所以这些光学薄膜可以具有良好的光学性能。
3.3 金属薄膜磁控溅射可以制备金属薄膜。
这些薄膜可以具有高导电性和优良的机械性能，可用于电子器件、导电材料等领域。
3.4 磁性材料磁控溅射还可以制备磁性材料薄膜。
这些薄膜可以具有特定的磁性性能，如高矫顽力、高饱和磁感应强度等。
它们可以应用于磁存储器件、传感器等领域。
4. 总结磁控溅射是一种重要的薄膜沉积技术，通过利用磁场控制离子运动和沉积位置，可以制备各种功能薄膜。
它在表面涂层、光学薄膜、金属薄膜和磁性材料等领域有着广泛的应用。
磁控溅射技术的发展，为材料科学和工程领域提供了新的可能性，为各种应用提供了高性能的薄膜材料。
磁控溅射技术的原理及应用
磁控溅射技术的原理及应用1. 磁控溅射技术简介磁控溅射技术是一种常用的薄膜沉积技术，通过将金属靶材溅射生成粒子或原子，在表面形成均匀且致密的薄膜覆盖层。
磁控溅射技术具有高效、环保、可控厚度等特点，广泛应用于材料科学、半导体制造、光学镀膜等领域。
2. 磁控溅射技术的原理磁控溅射技术基于电离溅射原理，通过磁场控制靶材离子的行为，使其垂直击打到靶材表面，从而产生溅射现象。
主要的原理包括以下几个方面：•靶材电离：在磁控溅射设备中，将靶材通电，使其产生离子。
电离的方式包括直流电离、射频电离等，通过电离可使靶材中的金属原子或粒子脱离束缚并形成等离子体。
•磁场控制：通过磁铁或电磁铁产生磁场，使得等离子体中的离子在磁场的作用下呈现螺旋轨道运动。
磁场对离子运动的控制可改变其飞行路径，使其垂直击打到靶材表面，并增加溅射效率。
•沉积膜形成：靶材表面被离子击打后，产生大量的金属原子或粒子，它们在靶材表面扩散并沉积形成均匀的薄膜。
溅射过程中的离子能量、离子束流密度等参数的调控可以影响薄膜的组成、结构和性能。
3. 磁控溅射技术的应用磁控溅射技术具有广泛的应用领域和潜力，主要包括以下几个方面：3.1 材料科学•薄膜制备：磁控溅射技术可以制备各种材料的薄膜，如金属薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜等。
这些薄膜具有良好的致密性和附着力，在材料科学领域中起着重要作用。
•合金制备：通过磁控溅射技术，可以将两种或多种材料溅射在一起，制备出各种复合材料或合金。
这些合金具有独特的力学、电磁等性能，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
3.2 半导体制造•集成电路制备：磁控溅射技术可以制备半导体材料的薄膜，作为集成电路的关键材料。
薄膜的制备过程中可以调控其成分和结构，从而改变其电学、光学等性能，满足集成电路的需求。
•光罩制备：在半导体工艺中，磁控溅射技术还可以制备光罩。
光罩是半导体制造中的重要工艺设备，用于制作集成电路的图案，对半导体工艺的精度和稳定性要求非常高。
磁控溅射镀膜
磁控溅射镀膜磁控溅射镀膜是一种应用于材料表面改性的先进技术。
它利用准分子束磁控溅射设备，通过电弧、离子束或电子束的能量作用于目标材料，使其产生高温、高压等物理、化学效应，从而实现材料表面镀膜的目的。
本文将从磁控溅射镀膜的基本原理、应用领域、优势和不足以及发展前景等方面进行详细介绍，旨在全面了解磁控溅射镀膜技术的特点及其在现代工业中的应用。
1. 磁控溅射镀膜的基本原理磁控溅射镀膜技术是将所需镀层物质以固体靶材的形式放在装备中的靶极，利用外加的电场、磁场或离子束等等，使得靶材产生某种运动状态，随后可以将靶面上的物质溅射出来，沉积在基材表面，形成薄膜。
其中磁场的作用是将靶材中被离子轰击的金属离子引导回到靶材中心，以增加溅射效率。
2. 磁控溅射镀膜的应用领域磁控溅射镀膜技术广泛应用于许多工业领域，如电子、光学、太阳能电池、柔性电子器件、集成电路、玻璃制造等。
在电子领域，磁控溅射镀膜技术可用于制备薄膜晶体管，提高电子器件的性能和稳定性。
在光学领域，磁控溅射镀膜技术可制备高反射率、低反射率和色分离膜等光学薄膜。
在太阳能电池领域，磁控溅射镀膜技术可用于制备光学膜和透明导电膜。
在柔性电子器件领域，磁控溅射镀膜技术可用于制备导电薄膜和保护膜。
3. 磁控溅射镀膜的优势和不足磁控溅射镀膜技术具有许多优势。
首先，其产生的薄膜具有高质量、高致密性和良好的附着力。
其次，磁控溅射镀膜过程中无需加热基材，可避免基材变形和热损伤。
此外，磁控溅射镀膜技术具有膜层成分可调、薄膜复杂结构可控等特点。
然而，磁控溅射镀膜技术也存在不足之处。
一方面，磁控溅射镀膜设备体积较大、成本较高，且对真空度要求较高。
另一方面，由于目前磁控溅射镀膜技术仍处于发展阶段，其在大尺寸薄膜制备和高速镀膜方面还存在一定限制。
4. 磁控溅射镀膜的未来发展随着科学技术的不断进步，磁控溅射镀膜技术将进一步得到发展和完善。
一方面，磁控溅射镀膜技术将在薄膜成分调控和复杂结构薄膜制备方面取得更大突破，以满足不同行业对薄膜材料的需求。
磁控溅射技术进展及应用
摘要：近年来磁控溅射技术的应用日趋广泛,在工业生产和科学研究领域发挥巨大作用。
随着对具有各种新型功能的薄膜需求的增加,相应的磁控溅射技术也获得进一步的发展。
本文将介绍磁控溅射技术的发展,以及闭合磁场非平衡溅射、高速率溅射及自溅射、中频及脉冲溅射等各种新技术及特点,阐述磁控溅射技术在电子、光学、表面功能薄膜、薄膜发光材料等许多方面的应用。
关键词：磁控管溅射率非平衡磁控溅射闭合场非平衡磁控溅射自溅射引言磁控溅射技术作为一种十分有效的薄膜沉积方法,被普遍和成功地应用于许多方面1～8,特别是在微电子、光学薄膜和材料表面处理领域中,用于薄膜沉积和表面覆盖层制备。
1852年Grove首次描述溅射这种物理现象,20世纪40年代溅射技术作为一种沉积镀膜方法开始得到应用和发展。
60年代后随着半导体工业的迅速崛起,这种技术在集成电路生产工艺中,用于沉积集成电路中晶体管的金属电极层,才真正得以普及和广泛的应用。
磁控溅射技术出现和发展,以及80年代用于制作CD的反射层之后,磁控溅射技术应用的领域得到极大地扩展,逐步成为制造许多产品的一种常用手段,并在最近十几年,发展出一系列新的溅射技术。
一、磁控溅射镀膜原理及其特点1.1、磁控溅射沉积镀膜机理磁控溅射系统是在基本的二极溅射系统发展而来,解决二极溅射镀膜速度比蒸镀慢很多、等离子体的离化率低和基片的热效应明显的问题。
磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100～1000Gauss强力磁铁,真空室充入011～10Pa压力的惰性气体(Ar),作为气体放电的载体。
在高压作用下Ar原子电离成为Ar+离子和电子,产生等离子辉光放电,电子在加速飞向基片的过程中,受到垂直于电场的磁场影响,使电子产生偏转,被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内,电子以摆线的方式沿着靶表面前进,在运动过程中不断与Ar原子发生碰撞,电离出大量的Ar+离子,与没有磁控管的结构的溅射相比,离化率迅速增加10～100倍,因此该区域内等离子体密度很高。
磁控溅射在生活中的应用
磁控溅射在生活中的应用磁控溅射是一种常见的物理气相沉积技术，它利用磁场控制离子在溅射目标表面的运动，从而获得高质量、均匀薄膜。
该技术在生活中有广泛的应用，包括电子产品、能源领域、光学薄膜和功能材料等方面。
首先，磁控溅射在电子产品制造行业中广泛应用。
如在平板电视、显示器和电子触摸屏等设备制造中，通过通过磁控溅射技术制备薄膜层，可以大幅提高显示屏的图像质量、色彩鲜艳度和对比度。
此外，磁控溅射还用于半导体器件的制备，如制造场效应管（FET）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等，以提高其导电性能和稳定性。
其次，磁控溅射在能源领域有重要的应用。
例如，太阳能光伏电池是一种重要的可再生能源，在制备太阳能电池过程中，磁控溅射技术被广泛应用于镀膜层的制备。
这些镀膜层可以提供保护、反射和增透等功能，提高太阳能电池的光吸收效率和电池的转换效率。
此外，由于磁控溅射技术可以实现高质量、高纯度的薄膜制备，因此在光学领域中也得到广泛应用。
例如，光学镀膜是制备各种光学器件的关键步骤。
通过磁控溅射技术制备的光学镀膜能够提供优秀的反射、透过和滤波等功能，用于制作光学仪器、激光设备、光学滤光片等，提高光学器件的性能和稳定性。
此外，磁控溅射技术在功能材料制备中也有广泛的应用。
例如，金属、合金和陶瓷等材料在制备过程中需要进行表面改性或涂层保护。
通过磁控溅射技术，可以在材料表面形成均匀、致密的涂层，提高材料的抗腐蚀性能、耐磨性和耐高温性能。
此外，磁控溅射技术还被应用于纳米材料的制备，如纳米粒子、纳米线和薄膜的制备，用于研究纳米材料的特性和开发新型纳米材料的应用。
综上所述，磁控溅射技术在生活中有广泛的应用。
它在电子产品、能源领域、光学薄膜和功能材料制备等方面发挥着重要作用。
通过磁控溅射技术制备的薄膜层具有高质量、均匀性好等特点，能够提高相关产品的性能和功能。
随着科技的进步和创新，磁控溅射技术将继续在各个领域中得到广泛应用，并且不断推动相关技术和产品的发展。
磁控溅射原理与应用
磁控溅射设备的主要用途
（1）各种功能性薄膜：如具有吸收、透射、反射、折射、偏 光等作用的薄膜。例如，低温沉积氮化硅减反射膜，以提高 太阳能电池的光电转换效率。
（2）装饰领域的应用，如各种全反射膜及半透明膜等，如 手机外壳，鼠标等。
技术分类
技术分类 磁控溅射在技术上可以分为直流（DC）磁控溅射、中频（MF）磁 控溅射、射频（RF）磁控溅射
原理
磁控溅射镀膜是指将涂层材料 做为靶阴极，利用氩离子轰击 靶材，产生阴极溅射，把靶材 原子溅射到工件上形成沉积层 的一种镀膜技术。
原理示意图
溅射技术------直流溅射法
直流溅射法 直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷
传递给与其紧密接触的阴极，从而该方法只能溅射导体材料， 不适于绝缘材料，因为轰击绝缘靶材时表面的离子电荷无法 中和，这将导致靶面电位升高，外加电压几乎都加在靶上， 两极间的离子加速与电离的机会将变小，甚至不能电离，导 致不能连续放电甚至放电停止，溅射停止。故对于绝缘靶材 或导电性很差的非金属靶材，须用射频溅射法（RF
溅射技术----溅射镀膜
溅射镀膜 溅射镀膜就是在真空中利用荷能粒子轰击靶表面，使被轰击
出的粒子沉积在基片上的技术。通常，利用低压惰性气体辉 光放电来产生入射离子。阴极靶由镀膜材料制成，基片作为 阳极，真空室中通入的氩气或其它惰性气体，在阴极（靶） 1-3KV直流负高压或的射频电压作用下产生辉光放电。电离 出的氩离子轰击靶表面，使得靶原子溅出并沉积在基片上， 形成薄膜。溅射方法很多，主要有二级溅射、三级或四级溅 射、磁控溅射、对靶溅射、射频溅射、偏压溅射、非对称交 流射频溅射、离子束溅射以及反应溅射等。
实验结果
通过试验及对结果的分析得出以下结论，在其他参数不变的 情况下，沉积率先增大后减小，在某一个最佳工作气压下， 有一个最大沉积率！！！
磁控溅射技术在半导体制造上的应用
磁控溅射技术在半导体制造上的应用磁控溅射技术（Magnetron Sputtering）是一种常用的薄膜沉积技术，广泛应用于半导体制造领域。
该技术通过利用磁场和离子轰击来沉积薄膜材料，具有高效、均匀和可控的特点，因此在半导体器件制造过程中扮演着重要的角色。
磁控溅射技术的基本原理是将目标材料置于真空室中，利用磁场与离子轰击作用使目标表面的原子或分子离开并沉积到基底表面上。
在溅射过程中，磁控溅射器中的带电粒子被加速并击中目标材料，使其表面产生原子或分子的喷射，这些粒子在真空室中沉积到基底表面上，形成薄膜。
该技术可用于制备金属、氧化物、氮化物等多种薄膜材料。
磁控溅射技术在半导体制造上有广泛的应用。
首先，它是制备金属电极的重要方法之一。
半导体器件中的电极通常需要具有良好的导电性和稳定性，磁控溅射技术可以制备出均匀、致密的金属薄膜电极，使器件具有优异的电性能。
磁控溅射技术也被用于制备光学薄膜。
光学薄膜在半导体器件中起着非常重要的作用，如抗反射膜、反射镜等。
通过调节溅射条件和目标材料的选择，可以制备出具有特定光学性能的薄膜，如高透过率、低反射率等。
磁控溅射技术还可用于制备隔热薄膜。
在半导体器件中，为了减少能量损耗和提高性能，常常需要在器件上加上隔热层。
磁控溅射技术可以制备出具有低热导率和高绝缘性能的薄膜，从而有效隔离热量传导，提高器件的工作效率。
磁控溅射技术还可用于制备阻抗匹配层。
在半导体器件的封装过程中，为了提高信号传输效率，常常需要在器件上加上阻抗匹配层。
磁控溅射技术可以制备出具有特定阻抗的薄膜，从而实现信号的有效传输和匹配。
磁控溅射技术在半导体制造上具有广泛的应用。
它能够制备出高质量的金属电极、光学薄膜、隔热薄膜和阻抗匹配层等，为半导体器件的制造提供了强有力的支持。
随着半导体技术的不断发展，磁控溅射技术也将不断创新和完善，为半导体制造带来更多的可能性。
磁控溅射技术及其应用
• 靶中毒和打弧导致了溅射沉积的不稳定，缩短了靶材的使用寿命！ • 解决办法：最为有效解决直流反应溅射靶中毒和打弧问题的方式是改变溅射
电源，如采用射频，中频脉冲电源。
2、磁控溅射技术
• 磁控溅射技术是为了提高成膜速率在直流二级溅射镀膜基础上发展起 来的,在靶材表面建立与电场正交的磁场,氩气电离率从0.3%～0.5%提 高到了5%～6%,解决了溅射镀膜沉积速率低的问题,是目前工业上精 密镀膜的主要方法之一。
• 磁控溅射阴极靶材的原料很广,几乎所有金属、合金以及陶瓷材料都可 以制备成靶材。磁控溅射镀膜在相互垂直的磁场和电场的双重作用下, 沉积速度快,膜层致密且与基片附着性好,非常适合于大批量且高效率 的工业化生产。
• 到了20世纪中期，阴极溅射技术发展也相当缓慢，只是在化学活性 极强的材料、贵金属材料、介质材料和难熔金属材料的薄膜制备工艺 中，采用溅射技术。
一、磁控溅射镀膜技术简介
2、磁控溅射技术出现与进展
• 在1970年出现了磁控溅射技术随后商品化的磁控溅射设备供应于世 ，大大地扩展了溅射技术应用的领域。
6、磁控溅射新发展
• 高速溅射：高速溅射能够实现高速率沉积，可以缩短溅射镀膜的时间，提高 工业生产的效率；有可能替代目前对环境有污染的电镀工艺。
• 自溅射：当溅射率非常高，以至于在完全没有惰性气体的情况下也能维持放 电，即是仅用离化的被溅射材料的蒸汽来维持放电，这种磁控溅射被称为自 溅射。被溅射材料的离子化以及减少甚至取消惰性气体，会明显地影响薄膜 形成的机制，加强沉积薄膜过程中合金化和化合物形成中的化学反应。由此 可能制备出新的薄膜材料，发展新的溅射技术，例如在深孔底部自溅射沉积 薄膜。
磁控溅射的原理和应用
磁控溅射的原理和应用1. 概述磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术，通过在真空环境下利用磁控电弧放电，在靶材表面产生等离子体并溅射到基底表面，形成薄膜覆盖层。
本文将介绍磁控溅射的原理和应用。
2. 原理磁控溅射的原理基于磁控电弧放电和溅射现象。
2.1 磁控电弧放电磁控电弧放电是利用磁场将电弧限制在靶材表面的一种放电方式。
它通过施加磁场，使电子在磁场力的作用下做螺旋状的运动，从而形成长度较长的电弧，能够保持稳定的放电状态。
2.2 溅射现象溅射现象是指在电弧放电过程中，高速冲击电子将靶材表面的原子或分子击出，并以原子或离子的形式沉积在基底表面。
这种溅射现象是磁控溅射薄膜制备的基础。
3. 设备和工艺3.1 设备磁控溅射设备主要由真空腔体、靶材、基底台、磁场系统、电极和电源等组成。
真空腔体用于提供真空环境，靶材是溅射源，基底台用于支撑待溅射的基底材料。
3.2 工艺磁控溅射工艺包括电弧放电、离子热化、溅射和沉积等步骤。
首先，通过施加适当的电流和电压，在靶材上形成电弧放电；然后，通过引入反离子束进行离子热化，使靶材表面清洁；接下来，激活靶材表面的原子或离子开始溅射；最后，溅射的原子或离子在基底表面沉积，形成薄膜层。
4. 应用磁控溅射技术在各个领域都有广泛的应用，如下所示：•光学薄膜：磁控溅射技术可用于制备光学薄膜，如反射镜、透镜等。
通过控制溅射参数和靶材的选择，可以调控薄膜的光学性能。
•电子元器件：磁控溅射技术可用于制备电子元器件的金属导电层或绝缘层。
这些薄膜可以提供电子元器件的功能和保护。
•太阳能电池：磁控溅射技术可用于制备太阳能电池的薄膜层。
这些薄膜层可以提高太阳能电池的光吸收和电子传输效率。
•防护涂层：磁控溅射技术可用于制备具有防护功能的涂层。
这些涂层可以提供对外界环境的防腐、防蚀等保护。
5. 总结磁控溅射是一种重要的薄膜制备技术，其原理基于磁控电弧放电和溅射现象。
通过磁控溅射技术，可以制备具有不同性质的薄膜，并在光学、电子、能源等领域得到广泛应用。
基于磁控溅射技术的氮化硅薄膜制备及其应用
基于磁控溅射技术的氮化硅薄膜制备及其应用氮化硅薄膜是一种重要的功能性薄膜，广泛应用于光电器件、微电子、电子陶瓷、生物传感等领域。
传统的氮化硅薄膜制备方法包括热氧化法、热CVD法、PECVD法等，但这些方法有着成本高、制备时间长、膜质量难以控制等缺点。
因此，基于磁控溅射技术的氮化硅薄膜制备方法逐渐成为研究热点。
磁控溅射技术是一种利用磁场控制离子轨迹并加速的物理气相沉积技术，具有制备高质量、高纯度薄膜的优势。
在氮化硅薄膜的制备中，该技术更能实现薄膜的高效制备和优质控制。
制备氮化硅薄膜的过程主要包括以下几个步骤：1.准备薄膜沉积用的材料：通常采用Si3N4靶材。
2.加入惰性气体和反应气体：惰性气体如氩气，用于激发靶材表面的原子或离子；反应气体如氮气，与激发后的原子或离子进行反应生成氮化硅薄膜。
3.加入磁场：用磁场控制离子轨迹并加速，获得稳定的离子束，使其准确进入反应区域沉积。
4.进行沉积：将靶材置于真空室中，施加高压，通过加电流使靶材表面发射原子或离子形成靶材等离子体，然后经过离子加速器进行加速，最后被氮气还原成氮化硅薄膜。
基于磁控溅射技术制备的氮化硅薄膜具有许多优异的性能，如高致密性、低介电常数、高硬度、高化学稳定性和很好的耐磨性，可以应用于光学滤波、隔热、防辐射、生物传感器等众多领域。
例如，在光电器件中，氮化硅薄膜可以作为高折射率膜应用于光纤接口和光波导上，同时还可以用于制备高压活块、高压平板等光电器件的绝缘层；在微电子领域，氮化硅薄膜可以作为微电机的防臭层、触控屏的ITO透明导电层应用；在生物传感领域，氮化硅薄膜可以作为生物传感器的酶膜、电极材料或其他生物探测层。
当然，随着技术的不断发展，基于磁控溅射技术的氮化硅薄膜制备方法也在不断优化中。
例如，利用微波辅助的磁控溅射方法，可以提高沉积速率和薄膜品质；利用双阴极磁控溅射方法，则可以有效减少沉积过程中的电子温度和能量，使薄膜结构更加致密和均匀。
综上所述，基于磁控溅射技术的氮化硅薄膜制备技术具有制备高质量、高纯度薄膜的优势，具有广泛的应用前景，值得进一步的研究和应用。
磁控溅射工艺用处
磁控溅射工艺用处
磁控溅射工艺是一种常用于薄膜制备的物理气相沉积技术，广泛应用于半导体、光电子、显示、太阳能等领域。
它以其高质量、均匀性和可控性而备受推崇。
磁控溅射工艺的主要用途之一是制备导电薄膜。
在许多电子器件中，需要有导电层来提供电流传输的通道。
磁控溅射工艺可以在基底表面沉积金属薄膜，如铜、铝等，以提供良好的导电性能。
这些导电薄膜可以广泛应用于集成电路、平板显示器、太阳能电池等领域。
磁控溅射工艺还可用于制备光学薄膜。
在光学器件中，如镀膜玻璃、光学滤波器等，需要具有特定光学性能的薄膜。
磁控溅射工艺可以在基底表面沉积高质量的光学薄膜，如二氧化硅、氮化硅等，以实现特定的光学效果。
这些光学薄膜可以应用于激光器、光纤通信等领域。
磁控溅射工艺还可用于制备防护薄膜。
在一些特殊环境下，需要保护器件表面免受腐蚀、磨损等损伤。
磁控溅射工艺可以在基底表面沉积具有高硬度、耐磨性的薄膜，如氮化硅、氮化钛等。
这些防护薄膜可以应用于汽车玻璃、手机屏幕等领域，提高器件的使用寿命和稳定性。
磁控溅射工艺通过控制溅射材料、工艺参数等因素，可以制备出具有特定性能的薄膜。
它在导电、光学、防护等方面具有广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，磁控溅射工艺将继续发挥重要作用，并在更多领域得到应用。
《磁控溅射镀膜技术》课件
要点二
溅射参数与工艺条件
溅射参数和工艺条件对磁控溅射镀膜的沉积速率、膜层质 量、附着力等有着重要影响。主要的溅射参数包括工作气 压、磁场强度、功率密度等，工艺条件包括基材温度、气 体流量和组成等。通过对这些参数的优化和控制，可以获 得具有优异性能的膜层。
磁控溅射镀膜设备
03
与系统
磁控溅射镀膜设备的组成
多元靶材磁控溅射
技术
研究多种材料同时溅射的工艺技 术，实现多元材料的复合镀膜， 拓展镀膜材料的应用范围。
磁控溅射与其他技术的结合应用
磁控溅射与脉冲激光沉积技术结合
01
通过结合两种技术，实现快速、大面积的镀膜，提高生产效率
。
磁控溅射与化学气相沉积技术结合
02
利用化学气相沉积技术在磁控溅射的基础上进一步优化镀膜性
磁控溅射机制
在磁场的作用下，电子的运动轨迹发生偏转，增加与气体分子的碰撞概率，产 生更多的离子和活性粒子，从而提高了溅射效率和沉积速率。
磁控溅射镀膜的工艺流程
要点一
工艺流程概述
磁控溅射镀膜的工艺流程包括前处理、溅射镀膜和后处理 三个阶段。前处理主要是对基材进行清洗和预处理，确保 基材表面的清洁度和粗糙度符合要求；溅射镀膜是整个工 艺的核心部分，通过控制溅射参数和工艺条件，实现膜层 的均匀、致密和附着力强的沉积；后处理主要包括对膜层 的退火、冷却和清洗等处理，以优化膜层性能。
纳米薄膜的制备与应用
总结词
纳米薄膜因其独特的物理和化学性质在许多 领域具有巨大的应用潜力。
详细描述
磁控溅射技术可以用于制备纳米级别的薄膜 ，如纳米复合材料、纳米陶瓷、纳米金属等 ，这些薄膜在催化剂、传感器、电池等领域 有广泛应用。
其他领域的应用研究
磁控溅射镀膜技术在微电子器件制备中的应用
磁控溅射镀膜技术在微电子器件制备中的应用第一章：导言微电子器件的发展历程经历了几十年的飞速发展，其制备工艺不断更新，制造流程也日益复杂。
其中，磁控溅射镀膜技术作为一种先进的表面处理工艺，被广泛运用于微电子器件制备领域，得到了广泛的应用和发展。
第二章：磁控溅射镀膜技术原理磁控溅射镀膜技术是一种利用磁控离子束轰击靶材，将靶材表面的原子和离子溅射到基板表面进行镀膜的现代表面处理技术。
磁控溅射镀膜技术主要由离子源、靶材、磁场和基板组成。
其中，离子源是通过离子交换作用产生离子束，磁场则是通过场线，调整离子束的轨迹和扩散程度，靶材是由阳极和阴极组成的材料，靶材被离子束轰击后，表面原子、分子或离子逸出，沉积于基材表面形成薄膜。
第三章：磁控溅射镀膜技术在微电子器件制备中的应用磁控溅射镀膜技术主要应用于微电子器件实现金属和非金属材料的表面修饰、薄膜制备和功能材料的制备等领域。
在微电子领域中，主要应用于光电子器件、集成电路、显示器件等器件的制备。
1.光电子器件的制备磁控溅射镀膜技术在光电子器件的制备中，主要应用于制备反射镜、透镜、金属反射膜等。
通过磁控溅射镀膜技术制备的反射镜对光反射率高、抗氧化性、低和高温稳定性等方面具有优异的特性。
2.集成电路制备在集成电路的制备中，主要应用于制备晶圆封装。
通过磁控溅射镀膜技术获得的金属材料，其表面平整、厚度均匀、电阻率稳定，相比于传统的制备方式，具有更加优越的性能。
3.液晶显示器件制备在液晶显示器件的制备中，磁控溅射镀膜技术主要应用于液晶电视制作中。
其可以制备出均匀的铝电极，使显示器片更加稳定，并且磁控溅射镀膜技术也可以将阴极使用的寿命延长。
第四章：发展趋势磁控溅射镀膜技术在微电子器件制备中的应用，已经成为现代微电子技术中不可或缺的一部分，但也存在一些问题。
例如，在薄膜制备过程中，其制备量相对较低，薄膜制备速度也比较慢，因此在肆虐的市场竞争中，技术创新和普及化进一步迫切。
未来，磁控溅射镀膜技术将向更小，更快，更便携的方向发展，同时也在材料持续创新和发展中发挥越来越重要的作用。
磁控溅射技术在刀具涂层中的应用
能见度观测做为气象观测的一个重要要素，其观测资料直接关系 着对大气层结的稳定度、大气污染指数等的判断，能见度的好坏影响着 航空、航海、高速公路等交通安全，其观测的准确性为人类的活动提供 安全保障。在目前广范使用自动仪器观测的情况下，能见度观测是少数 仍采用人工观测的要素之一。在白天，由于光线充足，目标物充分，对于 能见度的观测还是能够满足地面观测规范要求的，但在夜间，特别是在 无目标灯的情况下，能见度的观测就有一定的难度，难免产生一定的误 差。为了做好夜间能见度的观测，减少误差，总结以下几个方面的经验 与方法：
ＴｉＣＮ 膜也是研究比较多的一种多元膜，在刀具表面的应用也比较
多，ＴｉＣＮ 膜兼有 ＴｉＣ 和 ＴｉＮ 膜的韧性和硬度，比常用的 ＴｉＮ 刀具的耐用
ห้องสมุดไป่ตู้
度高 ２～４ 倍，在此基础上又出现了（Ｔｉ，Ｚｒ）ＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ，（Ｔｉ，Ｓｉ）ＣＮ 多元
膜层。
在膜层复合化、多层化发展方面，国内外科研工作者也做了很多工
下，运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，
在该区域中电离出大量的离子 Ａｒ＋ 用来轰击靶材，从而实现磁控溅射沉
积速率高的特点。随着碰撞次数的增加，电子 ｅ１ 的能量逐渐降低。同时
ｅ１ 逐步远离靶面，并沿着磁力线来回振荡，待电子能量消耗尽时，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，传给基片的
３．从地面观测规范要求出发，严格遵循夜间能见度观测要求，在观 测前应提前 ５ 分钟到达观测点，待眼睛适应后，再进行观测；再者，能见 度的观测应遵循连续性原则，在黄昏时能见程度迅速下降，这并不一定 是能见度的下降，有时是因为人眼的视感对比度的减小，光线不足而引 起的原来看得见的目标物变得模糊。如没有新的天气系统影响时，短时 间内能见度不会突然产生大的变化。故在进行交接班的时候，接班员应
磁控溅射工艺用处
磁控溅射工艺用处
磁控溅射是一种物理气相沉积技术，它利用磁场控制等离子体中的电子运动，使其在靶材表面产生溅射效应，从而将靶材原子或分子沉积到基材表面形成薄膜。
这种工艺具有许多优点，例如：
1. 制备的薄膜具有高纯度、高密度、高附着力和良好的结晶性能。
2. 可以在低温下进行，避免了高温对基材的损伤。
3. 可以控制薄膜的厚度、组成和结构，实现对薄膜性能的精确调控。
4. 适用于制备各种材料的薄膜，如金属、合金、半导体、氧化物等。
因此，磁控溅射工艺被广泛应用于许多领域，例如：
1. 电子学：用于制备集成电路、半导体器件、太阳能电池等。
2. 光学：用于制备光学薄膜、反射镜、滤光片等。
3. 机械工程：用于制备耐磨涂层、防腐涂层、超导材料等。
4. 生物医学：用于制备生物传感器、药物释放系统等。
总的来说，磁控溅射工艺是一种非常重要的薄膜制备技术，它的应用领域非常广泛，对于现代科技的发展起到了重要的推动作用。
北京直流磁控溅射用处
北京直流磁控溅射用处一、导言直流磁控溅射是一种先进的薄膜沉积技术，利用高能离子轰击固体靶材，产生溅射和沉积薄膜。
作为一种高效、环保、精密的工艺，北京直流磁控溅射在多个领域具有广泛的用途。
本文将对北京直流磁控溅射的用处进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、北京直流磁控溅射在材料科学中的应用1. 表面改性通过控制直流磁控溅射工艺参数，可以制备出化学成分均匀、致密度高的薄膜。
这些薄膜可以用于表面改性，提高材料的硬度、抗腐蚀性和耐磨性等性能。
在材料科学领域，这种表面改性可应用于制造汽车发动机零件、刀具、航空航天材料等。
2. 光学涂层北京直流磁控溅射可以制备高透明性、低反射性和低吸附性的薄膜，用于光学涂层。
这些薄膜可以应用于太阳能电池、显示器、镜片等光学器件上，提高其透光性和工作效率。
3. 电子器件直流磁控溅射技术可以用于制备导电薄膜，应用于电子器件中。
这些薄膜可以用于制造电阻器、电容器、电极等，提高电子元件的性能，如电导率、工作温度范围等。
三、北京直流磁控溅射在信息技术中的应用1. 磁性存储介质通过控制直流磁控溅射的工艺参数，可以制备出具有高磁饱和磁感应强度和低剩磁感应强度的磁性材料薄膜。
这种薄膜可应用于磁性存储介质中，提高数据存储密度和读写速度。
2. 硬盘磁头直流磁控溅射技术可用于制备高密度的磁头材料。
这些材料具有高磁性、低磁各向异性和低噪音等特性，适用于硬盘存储器，提高存储容量和数据读写速度。
3. 薄膜传感器北京直流磁控溅射制备的薄膜可以应用于各类传感器中，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。
这些薄膜具有高灵敏度和稳定性，可提高传感器的性能和准确度。
4. 微电子器件直流磁控溅射可以制备出具有良好导电性的薄膜材料，可用于制造微电子器件中的金属导线、金属薄膜等。
这些薄膜可以提高微电子器件的导电性能和稳定性。
四、结语北京直流磁控溅射作为一种先进的薄膜沉积技术，在材料科学和信息技术领域具有广泛的应用前景。
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。
磁控溅射法是在真空条件下电离惰性气休，气体离子在电场的作用下，轰击金属靶材使金属原子沉积到玻璃表面上。
在线镀膜一般是在浮法玻璃生产线上进行，如电浮法、热喷涂等方法，目前我国较少使用。
在这些方法中，磁控溅射镀膜法是七十年代末期发展起来的一种先进的工艺方法，它的膜层由多层金属或金属氧化层组成，允许任意调节能量通过率、能量反射率，具有良好的外观美学效果，它克服了其它几种生产方法存在的一些缺点，因而目前国际上广泛采用这一方法。
磁控溅射技术的原理及应用
磁控溅射技术的原理及应用磁控溅射技术是一种非常重要的材料加工技术，它在现代工业制造领域中被广泛应用。
磁控溅射技术的原理比较复杂，需要结合物理学知识和材料科学知识才能够深入理解。
下面，我们将从原理、应用和优缺点等方面来分析磁控溅射技术。
一、磁控溅射技术的原理磁控溅射技术的核心原理是，在高真空下，利用离子轰击的原理使靶材表面的原子或分子离开，形成高速运动的原子团，然后以高速度击打到所需要涂覆的材料表面，与另一组原子或分子相碰撞，并沉积成薄膜层。
磁控溅射技术的溅射源主要由靶材、基底和磁场组成。
当高纯度的气体在真空室内电离后，离子会在靶材表面束缚，形成一个带正电荷的等离子体潮流，进入强磁场的作用下，靶材上的非离子原子或分子就会沿用聚变的道理抛射出去，进而形成一个离子束，成为靶材的溅射。
当基底和溅射源靶材相对静止时，基底上的沉积物层就会开始形成。
因此，在磁控溅射技术中，溅射过程控制好磁场强度和靶材等离子体激发能量是非常重要的。
二、磁控溅射技术的应用磁控溅射技术的应用范围非常广泛，主要应用在金属、合金、半导体材料的表面修饰和通过涂层改善材料表面性能来达到特殊的功能和应用。
涂层厚度可从几纳米到数百纳米改变。
(1) 太阳能光伏在太阳能光伏中，磁控溅射技术被广泛应用。
可以通过沉积一层光谱选择层来增加光吸收，在应用中产生光电性能提高，并延长光电池的寿命。
此外，磁控溅射技术制备的透明导电电极，可以大幅提高太阳能电池的效率和环保性能。
(2) 光学加工磁控溅射技术用于光学加工领域。
可以制备一种极细的金属纤维单丝，这种金属纤维单丝可以做为微型光学的部件，如光纤中介面。
纤维自身具有一定的弯曲、拉伸和扭曲能力，便于融合和加工成三维微机械结构，做成微型光学元件、微型透镜和扫描电子显微镜等。
(3) 电子和半导体技术磁控溅射技术可以制备各种电子和半导体材料，例如氧化物、铜铝金属等等。
在半导体器件和电子元件中使用磁控溅射技术，可以获得高精度和超薄膜的电池、LED、CRT以及开关电源等电子元件。
反应磁控溅射技术
反应磁控溅射技术
反应磁控溅射技术是沉积化合物薄膜的主要方式之一。
它的工作原理是在真空条件下，以靶材为阴极，基底为阳极，Ar在高压作用下电离产生高能Ar+，Ar+在电场作用下高速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，在基底上沉积形成薄膜。
反应磁控溅射技术具有沉积温度低、沉积速度快、所沉积的薄膜均匀性好，成分接近靶材成分等众多优点，被广泛应用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料。
在实际应用中，为了沉积多元成分的化合物薄膜，可以使用化合物材料制作的靶材溅射沉积，也可以在溅射纯金属或合金靶材时，通入一定的反应气体，如氧气、氮气，反应沉积化合物薄膜，后者被称为反应溅射。
通常纯金属靶和反应气体较容易获得很高的纯度，因而反应溅射被广泛的应用沉积化合物薄膜。
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三、磁控溅射镀膜技术发展
3、反应磁控溅射技术
• 靶中毒：迟滞现象使反应气体与靶材作用生成的化合物覆盖在靶材表面，积 累大量的正电荷无法中和，在靶材表面建立越来越高的正电位，阴极位降区 的电位随之降低，最终阴极位降区电位降减小到零，放电熄灭，溅射停止， 这种现象称为靶中毒。 • 打弧：当靶材表面化合物层电位足够高时，进而发生击穿，巨大的电流流过 击穿点，形成弧光放电，导致局部靶面瞬间被加热到很高的温度，发生喷射
可以制备成靶材。磁控溅射镀膜在相互垂直的磁场和电场的双重作用
下,沉积速度快,膜层致密且与基片附着性好,非常适合于大批量且高 效率的工业化生产。
二、磁控溅射镀膜技术原理
2、磁控溅射技术
• 磁控溅射的工作原理是在辉光放电 的两极之间引入磁场，电子受电场 加速作用的同时受到磁场的束缚作 用，运动轨迹成摆线，增加了电子
三、磁控溅射镀膜技术发展
5、脉冲磁控溅射技术
• 脉冲磁控溅射是采用矩形波电压的脉冲电源
代替传统直流电源进行磁控溅射沉积。脉冲
磁控溅射技术可以有效的抑制电弧产生进而 消除由此产生的薄膜缺陷，同时可以提高溅 射沉积速率，降低沉积温度等一系列显著优
点。
• 脉冲可分为双向脉冲和单向脉冲。双向脉冲 在一个周期内存在正电压和负电压两个阶段 ，在负电压段，电源工作于靶材的溅射，正
射的同时，阳极靶完成表面清洁，
如此周期性地变换磁控靶极性，就 产生了“自清洁”效应。
四、磁控溅射镀膜技术的发展
6、磁控溅射新发展
•
高速溅射：高速溅射能够实现高速率沉积，可以缩短溅射镀膜的时间，提高 工业生产的效率；有可能替代目前对环境有污染的电镀工艺。
•
自溅射：当溅射率非常高，以至于在完全没有惰性气体的情况下也能维持放 电，即是仅用离化的被溅射材料的蒸汽来维持放电，这种磁控溅射被称为自 溅射。被溅射材料的离子化以及减少甚至取消惰性气体，会明显地影响薄膜 形成的机制，加强沉积薄膜过程中合金化和化合物形成中的化学反应。由此 可能制备出新的薄膜材料，发展新的溅射技术，例如在深孔底部自溅射沉积 薄膜。
统根据磁场的分布方式可以分为相邻
磁极相反的闭合磁场非平衡磁控溅射 和相邻磁极相同的镜像磁场非平衡磁
控溅射。
三、磁控溅射镀膜技术发展
3、反应磁控溅射技术
•随着表面工程技术的发展,越来越多地用到各种化合物薄膜材料。可以直接使用 化合物材料制作的靶材通过溅射来制备化合物薄膜,也可在溅射金属或合金靶材 时, 通入一定的反应气体,通过发生化学反应制备化合物薄膜,后者被称为反应磁 控溅射。 •一般来说纯金属作为靶材和气体反应较容易得到高质量的化合物薄膜,因而大多 数化合物薄膜是用纯金属为靶材的反应溅磁控射来制备的。
技术。
• 随着工业薄膜制备的需求和表面技术的发展，新型磁控溅射技术如高 速溅射、自溅射等成为目前磁控溅射领域新的发展趋势。
二、磁控溅射镀膜技术原理
1、直流二级溅射
• 直流二级溅射镀膜就是利用低 气压辉光放电产生的氩气正离 子在电场作用下高速轰击阴极 靶材,把靶材中的原子或分子等 粒子溅射出而沉积到基片或者 工件表面,形成所需的薄膜层。 但是溅射镀膜过程中溅射出的 粒子的能量很低,导致成膜速率 不高。
电压段，引入电子中和靶面累积的正电荷，
并使表面清洁，裸露出金属表面。脉冲磁控 溅射通常采用方波脉冲波形，在中频段即可 有效消除异常弧光放电的发现电弧放电。
四、磁控溅射镀膜技术的发展
6、脉冲磁控溅射技术
• 双向脉冲更多地用于双靶闭合式非 平衡磁控溅射系统如图所示，系统 中的两个磁控靶连接在同一脉冲电 源上，与中频孪生靶相似，两个靶 交替充当阴极和阳极，阴极靶在溅
极强的材料、贵金属材料、介质材料和难熔金属材料的薄膜制备工艺
中，采用溅射技术。
一、磁控溅射镀膜技术简介
2、磁控溅射技术出现与进展
• 在1970年出现了磁控溅射技术随后商品化的磁控溅射设备供应于世， 大大地扩展了溅射技术应用的领域。 • 最近15年来，磁控溅射技术得到了飞速发展，并出现了一系列新的溅 射技术如:平衡磁控溅射技术、非平衡磁控溅射技术、多靶非平衡磁 控溅射技术、反应磁控溅射技术、中频磁控溅射技术、脉冲磁控溅射
和带电粒子以及气体分子相碰撞的
几率，提高了气体的离化率，降低 了工作气压，而氩离子在高压电场
加速作用下，与靶材撞击并释放能
量，使靶材表面的靶原子逸出靶材 飞向基板，并沉积在基板上形成薄 膜。
二、磁控溅射镀膜技术原理
2、磁控溅射技术
三、磁控溅射镀膜技术发展
1、平衡磁控溅射技术
•平衡磁控溅射即传统的磁控溅射，是在阴极靶材背后放置芯部与外环磁场强 度相等或相近的永磁体或电磁线圈，在靶材表面形成与电场方向垂直的磁场 。
•
在确定的工作场强下，频率越高，等离子体中正离子被加速的时间越短，正 离子从外电场吸收的能量就越少，轰击靶时的能量就越低，溅射速率就会下 降，因此为了维持较高的溅射速度，中频反应溅射电源的频率一般为10~80HZ
三、磁控溅射镀膜技术发展
4、中频磁控溅射技术
中频磁控溅射常同时溅射两个靶，并排配置的两个靶的尺寸与外形完全相 同，通常称为孪生靶如图所示，在溅射过程中，两个靶周期性轮流作为阴极 和阳极，既抑制了靶面打火，而且消除普通直流反应溅射是阳极消失现象，使 溅射过程得以稳定进行。
磁控溅射技术及其应用
演讲：***
2015年10月21日
目录
1 2 3 4 磁控溅射镀膜技术简介
磁控溅射镀膜技术原理
磁控溅射镀膜技术发展 磁控溅射镀膜技术应用
一、磁控溅射镀膜技术简介
1、阴极溅射技术发现与进展
• 1842年格洛夫（Grove）在研究电子管阴极腐蚀问题时，发现阴极材 料迁移到真空管壁上来了，进而发现了阴极溅射现象。 • 直到1877年才真正应用于研究的溅射设备上。迄后70年中，由于实 验条件的限制，对溅射机理的认同长期处于模糊不清状态。 • 到了20世纪中期，阴极溅射技术发展也相当缓慢，只是在化学活性
出现“打弧”现象。
• • 靶中毒和打弧导致了溅射沉积的不稳定，缩短了靶材的使用寿命！ 解决办法：最为有效解决直流反应溅射靶中毒和打弧问题的方式是改变溅射
电源，如采用射频，中频脉冲电源。
三、磁控溅射镀ห้องสมุดไป่ตู้技术发展
4、中频磁控溅射技术
•
将直流磁控溅射电源改为交流中频电源即成为中频磁控溅射。在中频反应溅 射过程中，当靶上所加的电压处在负半周期时，靶材表面被正离子轰击溅射 ，在正半周期，等离子体中的电子加速飞向靶材表面，中和了靶材表面沉积 化合物层累积的正电荷，从而抑制了打弧现象的发生。
·
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四、磁控溅射镀膜技术的应用
1、光学镀膜
四、磁控溅射镀膜技术的应用
2、太阳能玻璃管上镀膜
• 采用磁控溅射技术在玻璃管上镀制AlN‐Al膜。太阳能集热真空管镀膜主 要是应用其生产线具有自动化程度好、性能先进、优质品率高、质量稳定 等特点。
二、磁控溅射镀膜技术发展
3、自清洁玻璃
基于 TiO2光催化作用的自清洁玻璃亦将成为一个巨大的新兴产业。玻璃表 面所镀的TiO2膜或其他半导体膜还能分解空气中的有机物，以净化空气，且 催化空气中的氧气使之变为负氧离子，从而使空气变得清新，同时能杀灭玻 璃表面的细菌和空气中的细菌。
二、磁控溅射镀膜技术原理
2、磁控溅射技术
• 磁控溅射技术是为了提高成膜速率在直流二级溅射镀膜基础上发展起 来的,在靶材表面建立与电场正交的磁场,氩气电离率从0.3%～0.5%提 高到了5%～6%,解决了溅射镀膜沉积速率低的问题,是目前工业上精密 镀膜的主要方法之一。 • 磁控溅射阴极靶材的原料很广,几乎所有金属、合金以及陶瓷材料都
四、磁控溅射镀膜技术的应用
1、光学镀膜
光学薄膜应用反应磁控溅射技术已有多年，中频闭合场非平衡磁控溅射技
术也已在光学薄膜(如增透膜)、低辐射玻璃和透明导电玻璃等方面得到应 用。特别是透明导电玻璃目前广泛应用于平板显示器件、太阳能电池、微 波与射频屏蔽装置与器件、传感器等。透明导电玻璃在玻璃基片或柔性衬 底上,溅射制备SiO2薄膜和掺杂ZnO或InSn氧化物(ITO)薄膜。ITO薄膜最低 电阻率接近1025Ω ·cm量级,可见光范围内平均光透过率在90%以上
•优点：降低溅射过程中的气体压力
提高溅射的效率和沉积速率 •缺点：不适用于较大的工件和装炉量
易生成多孔粗糙柱状结构薄膜
三、磁控溅射镀膜技术发展
2、非平衡磁控溅射技术
•非平衡磁控溅射技术部分解决了平衡磁控
溅射的不足,使阳极基片沉浸在等离子体
中,减少了粒子移动的距离。 •“非平衡”是对溅射靶表面磁场分布而言
，有两种结构，一种是边缘强一种是中部
强。这样溅射出来的原子和粒子沉积在基 体表面形成薄膜，且等离子体以一定的能 量轰击基体，起到辅助沉积的作用，大大 地改善了膜层的质量
三、磁控溅射镀膜技术发展
2、非平衡磁控溅射技术
•单独的非平衡磁控靶在基片上很难沉 积出均匀的薄膜层，多靶非平衡磁控 溅射镀膜系统,弥补了单靶非平衡磁控 溅射的不足。多靶非平衡磁控溅射系
•在沉积介电材料或绝缘材料化合物薄膜的反应磁控溅射时，容易出现迟滞现象
。
三、磁控溅射镀膜技术原理
3、反应磁控溅射技术--迟滞现象
• 溅射沉积室中的反应气体流量较低 时（A-B）此时沉积膜基本上属金 属态，此时的溅射状态为金属模式。 反应气体的流量稍微增加（B-C） 溅射速率会发生大幅度的下降，此 时的溅射状态为过渡模式。 反应气体流量再进一步增加，沉积 速率的变化不大沉积膜呈现为化合 物膜，此时的溅射状态为反应模式。 逐渐减小反应气体流量（D-E）， 溅射速率不会由C立刻回升到B，而 呈现缓慢回升的状态，直到减小到 某个数值E，才会出现突然上升到 金属模式溅射状态时的数值，形成 闭合的迟滞回线。