磁控溅射镀膜多年经验总结
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。
磁控溅射镀膜技术综合介绍
一.磁控溅射电镀上世纪80年代开始, 磁控溅射技术得到迅猛的发展, 其应用领域得到了极大的推广。
现在磁控溅射技术已经在镀膜领域占有举足轻重的地位, 在工业生产和科学领域发挥着极大的作用。
正是近来市场上各方面对高质量薄膜日益增长的需要使磁控溅射不断的发展。
在许多方面, 磁控溅射薄膜的表现都比物理蒸发沉积制成的要好；并且在同样的功能下采用磁控溅射技术制得的可以比采用其他技术制得的要厚。
因此, 磁控溅射技术在许多应用领域涉及制造硬的、抗磨损的、低摩擦的、抗腐蚀的、装潢的以及光电学薄膜等方面具有重要是影响。
磁控溅射技术得以广泛的应用,是由该技术有别于其它镀膜方法的特点所决定的。
其特点可归纳为:可制备成靶材的各种材料均可作为薄膜材料,涉及各种金属、半导体、铁磁材料,以及绝缘的氧化物、陶瓷等物质,特别适合高熔点和低蒸汽压的材料沉积镀膜在适当条件下多元靶材共溅射方式,可沉积所需组分的混合物、化合物薄膜;在溅射的放电气中加入氧、氮或其它活性气体,可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜;控制真空室中的气压、溅射功率,基本上可获得稳定的沉积速率,通过精确地控制溅射镀膜时间,容易获得均匀的高精度的膜厚,且反复性好;溅射粒子几乎不受重力影响,靶材与基片位置可自由安排;基片与膜的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上,且由于溅射粒子带有高能量,在成膜面会继续表面扩散而得到硬且致密的薄膜,同时高能量使基片只要较低的温度即可得到结晶膜;薄膜形成初期成核密度高,故可生产厚度10nm以下的极薄连续膜。
1.磁控溅射工作原理:磁控溅射属于辉光放电范畴, 运用阴极溅射原理进行镀膜。
膜层粒子来源于辉光放电中, 氩离子对阴极靶材产生的阴极溅射作用。
氩离子将靶材原子溅射下来后,沉积到元件表面形成所需膜层。
磁控原理就是采用正交电磁场的特殊分布控制电场中的电子运动轨迹, 使得电子在正交电磁场中变成了摆线运动, 因而大大增长了与气体分子碰撞的几率。
用高能粒子(大多数是由电场加速的气体正离子)撞击固体表面(靶), 使固体原子(分子)从表面射出的现象称为溅射。
脉冲直流磁控溅射镀膜技术
脉冲直流磁控溅射镀膜技术
脉冲直流磁控溅射镀膜技术是一种先进的表面处理技术，被广泛应用于各个领域，包括电子、光电、光学、材料科学等。
本文将介绍脉冲直流磁控溅射镀膜技术的原理和应用。
脉冲直流磁控溅射镀膜技术是一种利用离子束轰击和表面沉积的方法，通过控制电子束能量和离子束能量，实现薄膜材料的沉积。
其基本原理是将材料置于真空腔室中，通过电子束的加热使材料融化，然后通过离子束的轰击将融化的材料沉积在基底表面上。
脉冲直流磁控溅射镀膜技术具有很多优势。
首先，它可以在常温下进行，避免了高温处理对基底材料的损伤。
其次，由于离子束轰击的效果，镀膜膜层的致密性和附着力都有很大提高。
此外，脉冲直流磁控溅射镀膜技术可以制备出高纯度、高质量的薄膜材料，具有很好的化学稳定性和机械性能。
脉冲直流磁控溅射镀膜技术在各个领域都有广泛应用。
在电子领域，它可以制备出高导电性和高反射率的金属膜，用于各种电子器
件的制造。
在光电领域，它可以制备出具有特定光学性能的薄膜材料，用于太阳能电池、液晶显示器等光电器件中。
在光学领域，它可以制备出具有特定透过率和反射率的薄膜，用于光学镜片、滤光片等器件中。
在材料科学领域，它可以制备出具有特定功能和性能的复合薄膜，用于材料改性和功能化。
总之，脉冲直流磁控溅射镀膜技术是一种非常有价值的表面处理技术。
其原理简单，应用广泛，可以制备出高质量、高性能的薄膜材料。
随着科技的不断进步，脉冲直流磁控溅射镀膜技术将会在更多领域得到应用，并为我们的生活带来更多便利和创新。
磁控溅射镀膜技术的研究进展
磁控溅射镀膜技术的研究进展磁控溅射镀膜技术是一种常见的表面处理技术，它可以在各种基材表面制备出具有特殊性能的薄膜层。
随着技术的不断发展，在材料的选择、制备工艺、表面状态分析等方面都有所进步，使得磁控溅射镀膜技术在科学研究和实际应用中发挥着重要作用。
一、磁控溅射镀膜技术的基本原理磁控溅射镀膜技术基于靶材发射金属离子的原理，通过高能离子轰击固体靶材表面，使得金属离子从靶材表面脱离并沉积在基材表面上，从而形成具有一定厚度和化学组成的功能性膜层。
这种技术的独特之处在于可以通过控制靶材的化学成分和溅射工艺参数来调控薄膜层的结构和性能。
其中，靶材的化学成分直接影响薄膜层的组成，而溅射工艺参数如气压、功率、溅射气体种类和气体流量等则直接影响溅射速率和膜层的质量。
二、材料选择与制备工艺磁控溅射镀膜技术广泛用于各种材料的制备，包括金属、合金、氧化物、硅类材料以及半导体材料等。
对于不同的材料，其制备工艺也有所不同。
金属材料通常采用单一金属靶材或合金靶材进行制备，而合金靶材的组成比例可以通过调整靶材的制备工艺来实现。
氧化物材料则需要先将靶材还原成金属或合金形态，然后利用气氛调节技术调节气氛中氧气含量来制备氧化物膜层。
在制备工艺方面，需要进行适当的气氛调节和工艺优化。
例如，在制备合金材料时，需要考虑合金靶材的制备过程中的变形问题，找到合适的制备参数来保证靶材的均匀溅射和膜层的均匀沉积。
三、表面状态分析磁控溅射镀膜技术制备出的膜层常常需要通过表面状态分析来控制其性能，最常用的分析方法是X射线衍射和扫描电镜技术。
X射线衍射技术可以用于分析膜层的结晶性、晶格参数和晶胞结构等信息，从而定量描述膜层的结构和性能。
而扫描电镜技术则可以提供更丰富和直观的表面形貌信息，包括表面粗糙度、形貌变化和结构特征等。
此外，还有一些其他的表面分析技术如原子力显微镜、能量散射光谱和X射线光电子能谱等，可以用于全面分析膜层的属性和性能。
四、应用前景磁控溅射镀膜技术在各种领域都得到了广泛应用，在新能源、医疗、航空航天等高科技产业中有着重要的地位。
磁控溅射镀膜
磁控溅射镀膜磁控溅射镀膜技术是一种先进的表面处理方法，广泛应用于各个领域，如光学、电子、材料科学等。
在该技术下，金属材料以目标靶片的形式存在，在磁控溅射器的作用下，通过发射电子束或离子束对金属靶片进行轰击，从而将金属材料转化为离子态，并沉积在待处理物体表面，形成一层均匀、致密、硬度高的薄膜。
磁控溅射镀膜技术的原理非常简单，但其实现过程却较为复杂。
首先，需要一个磁控溅射器，通常由一个真空室、磁控系统、附着电极、溅射电极以及靶片组成。
真空室的存在能够保证溅射过程在无氧环境下进行，从而减少被氧化的可能性。
溅射过程中，靶片会被磁控系统所影响，生成一个磁场，使得靶片表面的离子化物质迅速被电子束轰击，使其处于高能态。
而这些离子化的金属物质则会沉积到待处理物体表面，形成一层均匀的薄膜。
在溅射过程中，可以通过调节磁场的参数，如磁场强度和位置，来控制溅射过程的稳定性和薄膜的特性。
磁控溅射镀膜技术具有多项优势。
首先，由于在真空环境下进行，能够排除空气中的尘埃和杂质，从而获得高品质的薄膜。
其次，通过调节溅射器的参数，可以实现对薄膜成分的精准控制，从而满足不同应用领域的需求。
此外，磁控溅射镀膜技术还可以在一次溅射过程中，同时沉积多种材料，实现复合材料的制备。
在光学领域，磁控溅射镀膜技术得到广泛应用。
通过溅射镀膜，可以制备具有特定光学性能的薄膜，如反射膜、滤光膜和偏振膜等。
这些薄膜不仅能够改善光学器件的透过率和反射率，还能够增加器件的耐磨性和耐腐蚀性。
此外，在光学器件中，磁控溅射镀膜技术还可以用于制备光波导薄膜，从而实现光信号的传输和处理。
在电子领域，磁控溅射镀膜技术也发挥着重要作用。
例如，在集成电路制造过程中，磁控溅射镀膜技术可以用来制备金属线路层和腐蚀保护层等。
通过精确控制溅射过程的参数，可以实现金属线路的精细图案和高精度的位置控制，从而提高集成电路的性能和可靠性。
除了在光学和电子领域，磁控溅射镀膜技术还被广泛应用于材料科学研究中。
磁控溅射镀膜多年经验总结
黑色实验总结1、材料对比⑴ TiCTiC是最常见、最经济的一种黑色硬质膜。
颜色可以做到比较深，耐磨性能也很好，但其色调不够纯正，总是黑中略带黄色。
并且由于钛的熔点相对较低，在溅射时易出现大的颗粒，使其光令度不易得到改善。
防指印的能力也不好，擦后变黄、变朦。
⑵ CrCCrC的总体色调相对TiC要好，虽然达不到TiC那样黑，但更纯正，带白。
由于铬在溅射时直接由固态直接变为气态，故虽然铬的溅射系数很大，膜层沉积速率很快，但其光令度却比TiC好。
防指印性能也比TiC好。
Cr为脆性材料，膜层的残余应力对耐磨性能的影响尤为重要。
⑶ TiAlC由于铝有细化晶粒的作用，所以TiAlC膜层的光令度和防指印的能力均较好。
但是铝的熔点很低，要求铝靶的冷却效果要好，施加在铝靶上的功率也不能太大。
从TiAlC膜层本身来说，也要求铝的含量要低，不然不够黑。
但如果铝靶的功率太低，很容易中毒。
建议采用平面铝靶或使用一定铝含量的铝钛合金靶材。
⑷ TiCrAlCTiCrAlC是用小平面靶试电的，结果光令度和防指印的能力很好，这可能有两个原因：①材料本身的光令度和防指印的能力较好；②采用平面靶轰击打底。
其耐磨能力也比较好，这可能是由于：①TiCrAl靶材致密；②TiCrAlC本身比较耐磨；③小平面靶的功率密度比较高，溅射出的粒子能量较高，故膜层致密。
⑸ TiCNTiCN是一种硬度与耐磨性能较好的薄膜，其颜色甚至可以比TiC更黑，手摸起来不光滑，有粘粘的感觉，但防指印的能力却很好，擦后不会变色，也不会变朦。
2、实验机配置⑴电源① AE中频电源AE电源的精度很高，对靶材的要求不高，电源自我保护的能力比较强，也因此对真空度等外界条件的要求更苛刻，易灭辉。
镀出的CrC膜层光令度与防指印的效果较好，但颜色黑中带蓝。
耐磨性能也是试过的电源中最好的。
②新达中频电源新达电源的功率比较大，可以并机使用的它的一大优势。
镀出的CrC膜层很黑，但带白，耐磨能力比AE电源镀出的膜层要查差。
磁控溅射镀膜实验报告..doc
磁控溅射镀膜实验报告..doc
本次实验的目的是磁控溅射镀膜技术在材料科学中的应用，通过对磁控溅射镀膜过程的研究，探究其原理，并对所得到的薄膜进行分析。
一、实验步骤
1.将不同材料的基片放入溅射室中。
2.通过高频电源将气体放入溅射室中。
3.通过磁控电源产生磁场，使气体被激发。
4.激发后的气体离子在磁场作用下，被加速与基片的表面相撞，形成薄膜。
5.取出薄膜进行表面形貌、成分和结构的分析。
二、实验结果
本次实验我们选取了铜、铁和碳三种材料进行磁控溅射镀膜实验，得到了三组薄膜。
通过扫描电镜、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜等手段对其进行了分析。
1.铜薄膜：表面均匀光滑，没有明显的颗粒，厚度在几十纳米。
2.铁薄膜：表面呈现网状结构，均匀分布的圆形颗粒，颗粒直径约为100纳米，厚度在50纳米左右。
3.碳薄膜：表面比较光滑，无明显纹路和颗粒，但是颜色比较暗，黑色。
通过X射线衍射实验，铜和铁薄膜的晶体结构比较完善，而碳薄膜由于其非晶结构，无法通过X射线衍射仪观察到其晶体形态。
另外，通过场发射扫描电子显微镜对样品进行表面成分分析，我们发现铜薄膜表面主要是铜元素，铁薄膜表面主要是铁元素，碳薄膜表面主要是碳元素。
三、经验总结
1.磁控溅射镀膜技术是一种高端的材料制备方法，具有良好的制备效果和广泛的应用前景。
2.制备薄膜的品质取决于材料本身的质量和处理工艺。
3.通过对薄膜的表面形貌、成分和结构的分析，可以更好的了解样品的特性和有效性。
4.在实验中，操作人员需要熟悉实验设备的操作规程，正确使用实验设备并遵守实验安全规范。
磁控溅射镀膜多年经验总结
黑色实验总结1、材料对比⑴ TiCTiC就是最常见、最经济得一种黑色硬质膜。
颜色可以做到比较深,耐磨性能也很好,但其色调不够纯正,总就是黑中略带黄色。
并且由于钛得熔点相对较低,在溅射时易出现大得颗粒,使其光令度不易得到改善。
防指印得能力也不好,擦后变黄、变朦。
⑵CrCCrC得总体色调相对TiC要好,虽然达不到ＴiC那样黑,但更纯正,带白。
由于铬在溅射时直接由固态直接变为气态,故虽然铬得溅射系数很大,膜层沉积速率很快,但其光令度却比TiC好。
防指印性能也比TiＣ好、Cr为脆性材料,膜层得残余应力对耐磨性能得影响尤为重要。
⑶ＴｉAｌC由于铝有细化晶粒得作用,所以TｉAlC膜层得光令度与防指印得能力均较好。
但就是铝得熔点很低,要求铝靶得冷却效果要好,施加在铝靶上得功率也不能太大、从TiAｌC膜层本身来说,也要求铝得含量要低,不然不够黑。
但如果铝靶得功率太低,很容易中毒。
建议采用平面铝靶或使用一定铝含量得铝钛合金靶材。
⑷TｉCrAｌＣTｉCrAlC就是用小平面靶试电得,结果光令度与防指印得能力很好,这可能有两个原因:①材料本身得光令度与防指印得能力较好;②采用平面靶轰击打底、其耐磨能力也比较好,这可能就是由于:①TiCrＡl靶材致密;②TｉCrＡｌC本身比较耐磨;③小平面靶得功率密度比较高,溅射出得粒子能量较高,故膜层致密。
⑸ＴiCNＴiCN就是一种硬度与耐磨性能较好得薄膜,其颜色甚至可以比TｉC更黑,手摸起来不光滑,有粘粘得感觉,但防指印得能力却很好,擦后不会变色,也不会变朦。
2、实验机配置⑴电源① AE中频电源AE电源得精度很高,对靶材得要求不高,电源自我保护得能力比较强,也因此对真空度等外界条件得要求更苛刻,易灭辉。
镀出得CrC膜层光令度与防指印得效果较好,但颜色黑中带蓝。
耐磨性能也就是试过得电源中最好得。
②新达中频电源新达电源得功率比较大,可以并机使用得它得一大优势。
镀出得ＣｒC膜层很黑,但带白,耐磨能力比AE电源镀出得膜层要查差。
磁控溅射实验报告
磁控溅射实验报告磁控溅射实验报告磁控溅射是一种常见的薄膜制备技术，通过磁场控制离子束的运动轨迹，使其垂直轰击靶材表面，从而产生溅射材料，沉积在基底上形成薄膜。
本次实验旨在探究不同实验条件下磁控溅射过程对薄膜性能的影响。
实验装置主要包括溅射室、真空系统、靶材、基底和检测设备等。
首先，我们使用真空泵将溅射室抽至高真空状态，以确保实验环境的纯净度。
然后，将靶材固定在溅射室的靶架上，并将基底放置在靶材正对位置的基座上。
在实验过程中，我们改变了溅射时间、溅射功率和气氛气压等参数，以观察其对薄膜性能的影响。
首先，我们调整了溅射时间，固定其他参数不变，分别进行了5分钟、10分钟和15分钟的溅射实验。
结果显示，随着溅射时间的增加，薄膜的厚度逐渐增加，但过长的溅射时间可能导致薄膜表面出现颗粒状结构，影响其光学性能。
接下来，我们改变了溅射功率，保持其他参数不变。
通过调节溅射电流，我们分别进行了100W、200W和300W的溅射实验。
实验结果显示，溅射功率对薄膜的晶粒尺寸和结晶度有明显影响。
较低的溅射功率可能导致薄膜晶粒尺寸较小、结晶度较低，而较高的溅射功率则可能使晶粒尺寸增大、结晶度提高。
最后，我们研究了气氛气压对薄膜性能的影响。
在实验中，我们分别将气氛气压调整为0.1Pa、0.5Pa和1.0Pa，并保持其他参数不变。
实验结果显示，较低的气氛气压有助于提高薄膜的致密性和光学性能，但过低的气压可能导致薄膜的成分偏离目标值。
通过对不同实验条件下薄膜的分析，我们发现磁控溅射实验中的溅射时间、溅射功率和气氛气压等参数对薄膜性能有显著影响。
在实际应用中，我们可以根据需要调整这些参数，以获得具有理想性能的薄膜。
此外，磁控溅射技术还有许多其他应用领域。
例如，它可以用于制备导电薄膜、光学薄膜、防腐蚀薄膜等。
在电子器件制备中，磁控溅射技术也被广泛应用于制备金属、合金和化合物薄膜。
总之，磁控溅射是一种重要的薄膜制备技术，通过调节实验条件可以获得具有不同性能的薄膜。
真空磁控溅射镀膜原理与技术
真空磁控溅射镀膜原理与技术
真空磁控溅射镀膜技术是一种高效、环保、高质量的表面处理技术，广泛应用于电子、光学、航空航天、汽车、建筑等领域。
其原理是利用高能离子轰击靶材表面，使靶材原子脱离并沉积在基材表面形成薄膜。
真空磁控溅射镀膜技术的核心是磁控溅射装置。
该装置由真空室、靶材、基材、磁控电源、离子源等组成。
在真空室中，通过抽气将压力降至10^-4Pa以下，然后加入惰性气体（如氩气），使气体分子与靶材表面原子碰撞，产生高能离子。
磁控电源产生磁场，将离子束聚焦在靶材表面，使靶材原子脱离并沉积在基材表面形成薄膜。
真空磁控溅射镀膜技术具有以下优点：
1. 镀膜质量高：由于真空环境下，薄膜表面无气体和杂质污染，因此薄膜质量高，具有良好的光学、电学、机械性能。
2. 镀膜厚度均匀：磁控电源产生的磁场可以使离子束均匀聚焦在靶材表面，使得薄膜厚度均匀。
3. 镀膜速度快：由于离子束能量高，靶材原子脱离速度快，因此镀膜速度快。
4. 环保节能：真空磁控溅射镀膜技术无需使用有机溶剂和化学药品，不会产生废气、废水和废渣，符合环保要求。
真空磁控溅射镀膜技术的应用非常广泛。
在电子领域，可以用于制造集成电路、显示器、太阳能电池等；在光学领域，可以用于制造反射镜、滤光片、透镜等；在航空航天领域，可以用于制造航空发动机叶片、航天器表面涂层等；在汽车领域，可以用于制造汽车玻璃、车身涂层等；在建筑领域，可以用于制造建筑玻璃、金属门窗等。
真空磁控溅射镀膜技术是一种高效、环保、高质量的表面处理技术，具有广泛的应用前景。
磁控溅射镀膜多年经验总结
黑色实验总结1、材料对比⑴ TiCTiC是最常见、最经济的一种黑色硬质膜。
颜色可以做到比较深，耐磨性能也很好，但其色调不够纯正，总是黑中略带黄色。
并且由于钛的熔点相对较低，在溅射时易出现大的颗粒，使其光令度不易得到改善。
防指印的能力也不好，擦后变黄、变朦。
⑵ CrCCrC的总体色调相对TiC要好，虽然达不到TiC那样黑，但更纯正，带白。
由于铬在溅射时直接由固态直接变为气态，故虽然铬的溅射系数很大，膜层沉积速率很快，但其光令度却比TiC好。
防指印性能也比TiC好。
Cr为脆性材料，膜层的残余应力对耐磨性能的影响尤为重要。
⑶ TiAlC由于铝有细化晶粒的作用，所以TiAlC膜层的光令度和防指印的能力均较好。
但是铝的熔点很低，要求铝靶的冷却效果要好，施加在铝靶上的功率也不能太大。
从TiAlC膜层本身来说，也要求铝的含量要低，不然不够黑。
但如果铝靶的功率太低，很容易中毒。
建议采用平面铝靶或使用一定铝含量的铝钛合金靶材。
⑷ TiCrAlCTiCrAlC是用小平面靶试电的，结果光令度和防指印的能力很好，这可能有两个原因：①材料本身的光令度和防指印的能力较好；②采用平面靶轰击打底。
其耐磨能力也比较好，这可能是由于：①TiCrAl靶材致密；②TiCrAlC本身比较耐磨；③小平面靶的功率密度比较高，溅射出的粒子能量较高，故膜层致密。
⑸ TiCNTiCN是一种硬度与耐磨性能较好的薄膜，其颜色甚至可以比TiC更黑，手摸起来不光滑，有粘粘的感觉，但防指印的能力却很好，擦后不会变色，也不会变朦。
2、实验机配置⑴电源① AE中频电源AE电源的精度很高，对靶材的要求不高，电源自我保护的能力比较强，也因此对真空度等外界条件的要求更苛刻，易灭辉。
镀出的CrC膜层光令度与防指印的效果较好，但颜色黑中带蓝。
耐磨性能也是试过的电源中最好的。
②新达中频电源新达电源的功率比较大，可以并机使用的它的一大优势。
镀出的CrC膜层很黑，但带白，耐磨能力比AE电源镀出的膜层要查差。
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。
直流磁控溅射镀膜机的捡漏技巧
直流磁控溅射镀膜机的捡漏技巧摘要直流磁控溅射镀膜机是太阳能集热管生产的主要设备，其真空系统阀门多，密封点多，是典型的真空设备，在生产过程中因有漏点，造成设备产能降低或丧失非常普遍。
本文结合自身经验，总结了直流磁控溅射镀膜机的检漏技巧，以期尽快判明漏点位置，提高维修效率。
引言直流磁控溅射镀膜机的真空系统，在生产过程中，抽速慢是最常见，最典型的设备故障，原因有三：泵工作不良、系统放气及漏气。
其中绝大多数由于存在漏点造成，这就给我们提出了一个课题，如何实现快速检漏，如何运用检漏技巧，快速找出漏点，以期顺利解决问题。
一、真空系统的检漏在长期设备维修及管理过程中，我总结了以下几点：第一，漏气区域的快速判断；第二，派查真空机组（光栏阀处加盲板）；第三，真空室捡漏。
漏气区域的快速判断：一台正在使用的镀膜机出现抽速慢的现象后，应从最常见的几个故障点入手，检查门封条有无损伤，有无杂质和灰尘，如存在上述问题，应擦干净并均匀涂抹高真空脂。
接下来再判断前级泵是否有故障，方法是观察机械泵油窗，看油位、油色。
油位应在油标线偏上位置，过高会导致机械泵喷油，油位过低，影响润滑效果，影响系统抽速，造成设备损坏。
油的颜色，机械泵油应呈淡黄色，透明，如颜色发黑，则是杂质或泵腔内有磨损现象；如油泛白，则是冷却水混入油中。
油变质直接影响泵的润滑和密封效果，导致抽速降低或抽不动。
接着再检查机械泵电磁阀，方法是两手指按住电磁阀的进气口，手感觉到进气则说明该阀已坏，需更换新电磁阀测预抽时间，也是判断机械泵能力的最可靠、快捷的方法，正常情况下，预抽至真空度10Pa，一般在3′-4′之间，如预抽时间超过5′，使基本上可以认定是机械泵原因造成整机抽速慢。
检查完机械泵，再检查扩散泵和电炉。
先看电控柜的炉温是否时下降趋势，检查电炉丝是否完好，检查炉盘高度是否合适。
上述问题检查完后，再检查转架主轴是否漏气，方法是，打开转架电机开关，旋转电位器，反复使转架开停几次，观察复合真空计是否有变化，有变化则证明转架密封漏气。
磁控溅射镀膜技术的发展
磁控溅射镀膜技术的发展一、本文概述随着科技的飞速发展，镀膜技术在多个领域，如电子、光学、航空航天等，都扮演着至关重要的角色。
其中，磁控溅射镀膜技术凭借其独特的优势，如镀膜质量高、适用范围广、工艺稳定等，逐渐成为镀膜领域的研究热点。
本文将对磁控溅射镀膜技术的发展历程进行详细的梳理，分析其技术原理、应用领域及发展趋势，旨在为读者提供一个全面而深入的了解，并为该技术的进一步研究和应用提供参考。
文章首先回顾了磁控溅射镀膜技术的起源和发展历程，介绍了其从最初的实验室研究到如今的广泛应用所经历的演变。
接着，文章将深入探讨磁控溅射镀膜技术的基本原理，包括磁控溅射的基本原理、镀膜过程中的关键因素以及镀膜质量的控制等。
文章还将详细介绍磁控溅射镀膜技术在各个领域的应用情况，如电子器件、光学元件、太阳能电池等，以及在这些领域中所取得的成果和面临的挑战。
文章将展望磁控溅射镀膜技术的未来发展趋势，分析其在新材料、新工艺等方面的潜在应用，并探讨如何进一步提高镀膜质量、降低成本、拓宽应用领域等问题。
通过本文的阐述，读者可以对磁控溅射镀膜技术的发展有一个清晰的认识，并为其未来的研究和应用提供有益的启示。
二、磁控溅射镀膜技术的基本原理磁控溅射镀膜技术是一种物理气相沉积（PVD）方法，其基本原理是利用高能离子轰击靶材表面，使靶材表面的原子或分子被溅射出来，并在基材表面沉积形成薄膜。
在这个过程中，磁场起着至关重要的作用。
在真空溅射室中，靶材被放置在阴极，而基材（待镀物体）则被放置在阳极。
溅射室内充入惰性气体（如氩气），并通过电场使气体电离产生正离子和电子。
正离子在电场的作用下加速飞向靶材表面，与靶材原子发生碰撞，将靶材原子从表面溅射出来。
溅射出的靶材原子在飞行过程中与气体原子发生碰撞，失去部分能量后到达基材表面。
在靶材附近设置磁场，磁场的方向与电场方向垂直。
当溅射出的靶材原子经过磁场时，它们会受到洛伦兹力的作用，在磁场中做圆周运动。
二氧化硅磁控溅射镀膜
二氧化硅磁控溅射镀膜
首先，让我们从工艺原理方面来看。
磁控溅射是一种利用磁场
控制等离子体的溅射技术，通过在真空室中加入惰性气体（如氩气）并施加高频电场，使得靶材表面的原子被激发并溅射到基板表面上，形成薄膜。
而二氧化硅作为靶材，则会在这个过程中被溅射到基板
表面上，形成二氧化硅薄膜。
其次，我们可以从应用领域来看。
二氧化硅薄膜具有良好的光
学性能和化学稳定性，因此在光学薄膜领域应用广泛，比如制备反
射膜、抗反射膜等。
同时，在电子器件领域，二氧化硅薄膜也常用
于制备绝缘层或介质层。
此外，二氧化硅薄膜还可以用于生物医学
领域，比如制备生物传感器等。
然后，让我们从优点和局限性来看。
磁控溅射镀膜技术具有沉
积速度快、薄膜致密性好、成膜均匀等优点，能够制备高质量的薄膜。
然而，这种技术也存在着设备复杂、成本较高、靶材利用率低
等局限性。
最后，让我们从发展趋势来看。
随着材料科学和工艺技术的不
断发展，磁控溅射镀膜技术也在不断改进和完善，比如引入多靶材
联合溅射、优化工艺参数等，以提高薄膜的性能和降低成本。
同时，磁控溅射镀膜技术也在向微纳米尺度发展，以满足微纳电子器件和
光学器件对薄膜质量和加工精度的要求。
综上所述，二氧化硅磁控溅射镀膜技术具有广泛的应用前景和
发展空间，但同时也需要不断改进和创新，以适应不同领域对薄膜
性能和加工工艺的需求。
镀膜实习报告总结
一、实习背景镀膜技术是当今科技发展中的重要领域之一，广泛应用于光学、电子、机械、汽车、航空、航天等行业。
为了深入了解镀膜技术的原理、工艺流程和实际应用，提高自己的专业技能，我选择了在XX镀膜科技有限公司进行为期一个月的镀膜实习。
二、实习目的1. 熟悉镀膜技术的基本原理和工艺流程；2. 掌握镀膜设备的操作方法；3. 学会镀膜过程中常见问题的处理方法；4. 提高自己的动手能力和团队协作能力。
三、实习内容1. 镀膜技术基本原理实习期间，我首先学习了镀膜技术的基本原理，包括真空镀膜、磁控溅射镀膜、化学镀膜等。
通过学习，我了解到镀膜技术的基本原理是利用物理或化学方法，将金属、氧化物、半导体等材料沉积在基板上，形成一层均匀、致密的薄膜。
2. 镀膜工艺流程在实习过程中，我详细了解了镀膜工艺流程，包括前处理、镀膜、后处理等环节。
前处理主要包括清洗、烘干、喷砂等，以确保基板表面清洁、平整；镀膜过程包括真空泵抽气、溅射、蒸发等，使镀膜材料沉积在基板上；后处理主要包括烘烤、切割、检测等，以保证镀膜质量。
3. 镀膜设备操作实习期间，我熟练掌握了镀膜设备的操作方法，包括真空泵、溅射源、蒸发源等。
在师傅的指导下，我学会了如何调整设备参数、监控镀膜过程，确保镀膜质量。
4. 镀膜过程中常见问题的处理在实习过程中，我遇到了一些镀膜过程中常见的问题，如膜层厚度不均匀、膜层脆性大、膜层脱落等。
通过查阅资料和师傅的指导，我学会了如何处理这些问题，如调整工艺参数、优化镀膜环境等。
5. 团队协作在实习过程中，我积极参与团队协作，与同事共同完成镀膜任务。
通过沟通、协调，我们解决了许多技术难题，提高了工作效率。
四、实习收获1. 理论知识与实践相结合：通过实习，我将所学的理论知识与实际操作相结合，提高了自己的专业技能。
2. 动手能力提高：在实习过程中，我熟练掌握了镀膜设备的操作方法，提高了自己的动手能力。
3. 团队协作能力增强：通过与同事的协作，我学会了如何与他人沟通、协调，提高了自己的团队协作能力。
磁控溅射技术优缺点
磁控溅射技术优缺点
磁控溅射自问世后就获得了迅速的发展和广泛的应用，有力地冲击了其它镀膜方法的地位，主要是由它以下的优点决定的：
1、沉积速度快、基材温升低、对膜层的损伤小；
2、对于大部分材料，只要能制成耙材，就可以实现溅射；
3、溅射所获得的薄膜与基片结合较好；
4、溅射所获得的薄膜纯度高、致密性好、成膜均匀性好；
5、溅射工艺可重复性好，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜；
6、能够精确控制镀层的厚度，同时可通过改变参数条件控制组成薄膜的颗粒大小；
7、不同的金属、合金、氧化物能够进行混合，同时溅射于基材上；
8、易于实现工业化。
但磁控溅射也存在着一些问题，主要有：
1、磁控溅射所利用的环状磁场迫使二次电子跳栏式地沿着环状磁场转圈。
相应地，环状磁场控制的区域是等离子体密度最高的部位。
在磁控溅射时，可以看见溅射气体——氩气在这部位发出强烈的淡蓝色辉光，形成一个光环。
处于光环下的靶材是被离子轰击最严重的部位，会溅射出一条环状的沟槽。
环状磁场是电子运动的轨道，环状的辉光和沟槽将其形象地表现了出来。
磁控溅射靶的溅射沟槽一旦穿透靶材，就会导致整块靶材报废，所以靶材的利用率不高，一般低于40％；
2、等离子体不稳定；
3、不能实现强磁性材料的低温高速溅射，因为几乎所有的磁通都通不过磁性靶子，所以在靶面附近不能加外加强磁场。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
黑色实验总结1、材料对比⑴ TiCTiC是最常见、最经济的一种黑色硬质膜。
颜色可以做到比较深，耐磨性能也很好，但其色调不够纯正，总是黑中略带黄色。
并且由于钛的熔点相对较低，在溅射时易出现大的颗粒，使其光令度不易得到改善。
防指印的能力也不好，擦后变黄、变朦。
⑵ CrCCrC的总体色调相对TiC要好，虽然达不到TiC那样黑，但更纯正，带白。
由于铬在溅射时直接由固态直接变为气态，故虽然铬的溅射系数很大，膜层沉积速率很快，但其光令度却比TiC好。
防指印性能也比TiC好。
Cr为脆性材料，膜层的残余应力对耐磨性能的影响尤为重要。
⑶ TiAlC由于铝有细化晶粒的作用，所以TiAlC膜层的光令度和防指印的能力均较好。
但是铝的熔点很低，要求铝靶的冷却效果要好，施加在铝靶上的功率也不能太大。
从TiAlC膜层本身来说，也要求铝的含量要低，不然不够黑。
但如果铝靶的功率太低，很容易中毒。
建议采用平面铝靶或使用一定铝含量的铝钛合金靶材。
⑷ TiCrAlCTiCrAlC是用小平面靶试电的，结果光令度和防指印的能力很好，这可能有两个原因：①材料本身的光令度和防指印的能力较好；②采用平面靶轰击打底。
其耐磨能力也比较好，这可能是由于：①TiCrAl靶材致密；②TiCrAlC本身比较耐磨；③小平面靶的功率密度比较高，溅射出的粒子能量较高，故膜层致密。
⑸ TiCNTiCN是一种硬度与耐磨性能较好的薄膜，其颜色甚至可以比TiC更黑，手摸起来不光滑，有粘粘的感觉，但防指印的能力却很好，擦后不会变色，也不会变朦。
2、实验机配置⑴ 电源① AE中频电源AE电源的精度很高，对靶材的要求不高，电源自我保护的能力比较强，也因此对真空度等外界条件的要求更苛刻，易灭辉。
镀出的CrC膜层光令度与防指印的效果较好，但颜色黑中带蓝。
耐磨性能也是试过的电源中最好的。
② 新达中频电源新达电源的功率比较大，可以并机使用的它的一大优势。
镀出的CrC膜层很黑，但带白，耐磨能力比AE电源镀出的膜层要查差。
③ 盛普中频电源盛普电源的稳定性相对其它电源来说要差一些，实际功率不大。
镀出的CrC膜层略显黄色，并且不耐磨。
④ 实力源中频电源实力源电源的功率是最大的，但是在低功率使用时辉光不稳定，大功率时噪音又比较大。
⑤ 盛普直流电源直流电源的辉光呈蓝色，说明溅射出的粒子的能量高一些。
但直流电源镀膜时迟滞效应比较严重，镀膜时对膜层的颜色控制要难一些。
⑵磁控溅射靶① 直接水冷铬靶VS间接水冷铬靶直接水冷靶由于其冷却效果比较好，故可以使用较大功率的电源。
（一般直冷的功率密度≤25W/cm2，间冷的功率密度≤15～20W/cm2）溅射出的金属颗粒更细小。
在试电时直接水冷铬靶使用的是新达电源和AE电源，间接水冷铬靶使用的是盛普电源，结果是直接水冷铬靶镀出的CrC各项性能要好（电源也有影响）。
并且，直接水冷铬靶中毒要浅，洗靶时间短。
另外，间接水冷铬靶接AE电源时的辉光是蓝色的，溅射出的粒子能量高，再加上Cr的纯度比直接水冷铬靶高，有可能得到更好的镀层。
在功率为3KW时，真空度为也能起辉，可以用于柱靶轰击打底实验。
平面靶VS圆柱靶平面靶的冷却效果要比圆柱靶要好，所以通常可以镀出更好的膜层。
由于平面靶的刻蚀地方不变，所以不易中毒，可以得到较厚的薄膜。
如今试电的都是用直流电源轰击、打底，然后采用实力源中频电源镀膜，其结果都是膜层几个小时就剥落，没有对比出平面靶与圆柱靶的优劣。
有必要用弧靶轰击打底，用平面靶镀膜，看镀出的膜层性能是否提高？磁场（非平衡VS平衡）使用非平衡磁场的目的是为了扩展等离子体的区域,提高沉积在工件上的粒子的能量,从而改善耐磨能力。
但是实验结果却是采用非平衡磁场后膜层的耐磨能力没有明显变化,光令度和防指印的能力反而下降了。
从更换磁场后的靶面情况来看，靶面附近的光有所减弱，距离靶更远的地方的光增强了，这说明更换成非平衡磁场后等离子体的区域的确扩展了。
另外，偏压电流也所上升，说明离化率也提高了。
至于电源的电压上升，则可能是由于磁场总体上减弱的原因，并不是非平衡引起的。
为什么实验结果与预想的不一样呢？我认为有以下几个原因：a 非平衡的程度比较高，使等离子体区域过大，沉积粒子的能量太大，在使膜层致密的同时增加了膜层的应力，而且等离子体区域扩大了之后沉积速率提高了，所以光令度下降，耐磨没有明显提高；b 电源的功率上升后，溅射量增加，沉积速率加快，影响光令度；c 在试电时没有得到最佳的镀膜工艺，实验结果有一定的误差。
对靶VS孪生靶对靶是利用辉光放电的空心阴极效应而提高离化率，其效果要比孪生靶要好得多。
根据不同的要求，对靶可以采用闭合式放置和镜像放置。
⑶ 辅助源（灯丝）对于单柱靶镀膜工艺来说，如果不加灯丝，膜层的颜色不均匀，易七彩，光令度和防指印效果特别差；对于中频来说，加灯丝后的效果不明显。
在镀膜过程中，加灯丝后的C2H2的流量要稍微增加，说明灯丝起到了一定的离化作用，但作用不大。
灯丝另一个作用是给工件加热，相对加热管加热来说，热电子碰撞加热不但使工件温度上升，而且给了沉积原子一个初动能，提高了其扩散能力，增加了膜层活性。
⑷ 气管位置目前提出了三种比较可行的通气方式：① 气管置于中频靶之间，以提高反应气体的离化率；② 气管一只靶旁边，其目的是把气管旁边的那只靶当作离化源，另一只靶作为溅射源；③ 把工作气体靠近溅射靶，反应气体靠近工件，以减缓靶中毒。
3、镀膜方法对比（中频VS中心靶+灯丝）从理论上说中频的离化率要比单柱靶离化率高很多，其所镀膜层应该优于中心靶+灯丝工艺所得的膜层。
但根据实验结果，中频镀膜在颜色、光令度和防指印的确有一定的优势，但是在耐磨性能方面反而更差。
咎其原因，可能有以下几点：a 从辉光来看，使用中频电源的辉光大多数为白色（白色光是红、橙、黄、绿、蓝、淀、紫的复合光），相对与直流电源所产生的蓝色光来说其能量要低；b 使用中频电源时一般为定向磁场，溅射出的粒子集中在一个方向上，所以其辉光可以很强，在工件运行的轨迹上等离子体不连续，从而成膜不连续，其膜层生长是不连续的瞬间快速生长。
而单柱靶是360°磁场，溅射出的粒子均匀分布在靶的周围，其粒子密度也不高，在工件运行的轨道上也是均匀分布，其膜层生长是连续匀速缓慢生长；c 中频镀膜的离化高一些，受偏压的影响也增大了，所得膜层的硬度提高，有利于防指印效果，而残余应力增大，对耐磨有所影响；d 中频的两只靶互为阴阳极，在作为阴极的靶溅射时，作为阳极的靶得到了冷却，减少大颗粒，提高光令度。
工艺参数的影响⑴ 偏压施加偏压就是给了离子一个附加的能量，使膜层沉积的更加致密，但相应的应力也上升了。
磁控溅射的离化率在10%～20%，相对于热阴极的20%～40%和多弧的60%～90%来说其离化率很低，真空室内离子的比例少，受偏压影响也就要小一些。
膜层中碳来源于C2H2，而C2H2只有离化成C+、CH+才能沉积在膜层中（还有极少的C2H2混入膜层），故膜层中的C元素在沉积在工件上之前都是受偏压影响的。
当偏压高时，反溅的C+要比金属离子要多，使膜层的总体颜色变浅。
另外，随着偏压的提高，膜层的硬度提高，有利于膜层的防指印效果，但不利于光令度。
⑵ 占空比占空比可以理解为镀膜时给工件施加偏压的时间，占空比越大，总体施加给离子的能量就越大，提高了膜层的硬度，有利于防指印能力，但太高的占空比易打火。
⑶ 电源功率正如上面所说，磁控溅射的离化率低，得到偏压施加的附加能量少，所以溅射出的粒子的初始能量和粒子在沉积在工件前的能量损失就更重要了，而电源功率越大，溅射出的粒子的初始能量越大。
所以大功率是有利于膜层的耐磨性能的。
⑷ 镀膜真空度提高镀膜真空度就减少了粒子的碰撞次数，粒子的能量损失就少，有利于膜层耐磨性能。
目前比较流行的低压成膜，其真空度≤，而且高真空度时靶材的刻蚀更均匀。
⑸ 靶基距用单柱靶+灯丝工艺，采用12根杆的大转架试电TiC，其结果是光令度和防指印效果明显得到改善，而且颜色也要比8根杆的小转架要青黑一些，没那么黄，但耐磨差了很多。
⑹ C2H2流量控制 C2H2送入节奏对膜层的各项性能影响较大。
一般采用先快后慢的方式。
开始送入的C2H2流量过大，膜层易七彩，而且应力大，不耐磨；开始送入的C2H2流量太少，膜层的硬度下降，不耐磨，而且时间长，光令度不好。
一般开始时C2H2流量在结束镀膜时C2H2流量的三分之一左右为好。
以上几个参数加上溅射靶的磁场是影响沉积离子能量和膜层残余应力最主要的因素。
只有它们搭配合理，才能获得最佳的镀膜工艺，得到最好的膜层质量。
⑺ TiN过渡层加入TiN过渡层的目的是加硬低层，而获得更加耐磨的膜层。
但是实验结果是单柱靶+灯丝工艺有TiN过渡层时耐磨能力确实有所提高，但对于中频镀膜工艺来说没多大的变化。
可能是因为单柱靶+灯丝工艺镀出的膜层硬度没有中频工艺的高，另外，TiN过渡层的时间较短，没起到加硬底层的作用。
⑻ 本底真空度本底真空度越高，镀膜时引入的杂质就越少，使膜层的颜色更纯正。
⑼ 时间镀膜时间太长，将会使薄膜的光令度和防指印效果降低，而且，时间增加，膜层厚度增加，应力也会增加，可能使耐磨性能反而下降。
⑽ 金属过渡层镀膜前对工件进行轰击除去表面的氧化层，要求轰击粒子反溅（能量在100eV），需要高的偏压对离子施加附加的能量。
而磁控溅射（粒子初始能量一般在2～20eV）的离化率低，产生的离子少，偏压施加的附加能量少，不易除去氧化层。
沉积的金属过渡层（软层），起到剪切带的作用，使得基体与TiC之间可以保持低应力水平的情况下产生一定的“相对滑动”。
但太厚的金属过渡层会使基体软化，耐磨性能降低。
⑾ 加热恒温时通入Ar 加热恒温时通入Ar目的是为了防止工件升温时放出的O2氧化工件，另外Ar可以置换工件的吸附气体，提高本底真空度。
由于作用小，试电时没有看出明显的效果。
⑿ 镀膜完成后清洗清洗可能除去膜层的游离C，提高膜层防指印效果。
但具体有无此作用还有待验证。