溅镀技术简介0613

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1.5、 功能性镀膜及其特性
类别 主要特性 电学、磁学或光学性能/ Cr/Cu/Al/Ni/Mo/Zn/Cd/W/Ta/Ti/ 耐蚀与耐磨/减磨与润滑/ Au/Ag/Pd/In 金属 装饰与金属化 MCrAlY/高Ni合金/InConel/CuPd 抗高温氧化和腐蚀/润滑 合金 TiN/ZrN/CrN/VN/AlN/BN/(Ti,Z r)N/(C,B)N/(Ti,Mo)N等 氮化物 高硬度/耐磨/减磨/装饰性 TiC/WC/TaC/VC/MoC/Cr7C3 高硬度与耐磨/部分碳化 碳化物 等 物耐蚀或装饰 碳氮化合物 Ti(C,N),Zr(C,N) 耐磨/装饰 Al2 O 3 /TiO 2 /ZrO 2 /SiO2/CuO/Zn O 氧化物 耐磨/装饰/光学性 TiB2 /VB2 /Cr2 B/AlB/SiB/TaB2 /Zr B/HfB 硼化物 耐磨 MoSi2 /WSi2 /TiSi/ZrSi/Si3 N 4 /VSi 抗高温氧化/耐蚀 硅化物 硫化物/硒化物(Se)/碲化物 其他化合物 （Te) 减磨与润滑/磨擦系数小
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2 .2、 真空镀膜分類
1、物理氣相沉積（ PVD）鍍膜技術 包括： 蒸鍍、濺鍍、離子鍍。 2、化學氣相沉積（CVD）鍍膜技術 包括： 低壓化學氣相沉積(LPCVD)/ 等離子体化學氣相沉積(PCVD)/ 金屬 有機化學气相沉積(MOCVD)/激光化學 气相沉積(LCVD)/ 分子束外延 （MBE)/ 離子束輔助沉積（IBED)
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2.6 PVD鍍膜方式及薄膜性質比較:
蒸鍍 粒子能量 eV 鍍膜理論密 度 晶粒大小 膜的附著力 鍍膜速率
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濺鍍 1-10 98% 小 中 0.01-0.5
離子镀 >100 98% 非常小 非晶質 大 0.1-50
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0.1-1 95% 大 小 0.1-75
濺射量S: S=ηQ 式中：η—靶材濺射係數。Q—入射的離子數（即離子量）
2．濺射原子向基片的遷移； 3．粒子向基片表面入射並結合成膜。
沉積速率Z與濺射量S成正比關係: Z=C*S=C*η*Q
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3.4、 影響濺射膜層性能/质量 ----主要工作參數/因素：
1．基板的溫度 2．氣體壓力--工作氣壓/真空度 3．靶電壓、電流-溅射电压/溅射电流 4．基板的負偏壓 5．靶與基板間距6．氣體成分、流量 -此外，濺射離子的入射角/溅射靶材/前处理/靶溫度/靶
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3.7、低温溅射镀膜技术：
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3.8、低溫真空濺鍍优势：
可在金屬、塑膠、玻璃或其他材質表面 予以鍍膜處理. 具有低成本、高亮度、金屬質感佳的優 點。 具有環保、可回收等特性，有別於傳統 的水電鍍模式。
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的磁感應強度及其分佈（磁控源的结构）、镀件材 料及运动方式等，也影响膜层的质量。其中，有些 參量有相互的依賴關係，在成膜前應根據簿膜的質 量要求，對這些參量做恰當的選擇。
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3.5、溅射特点：
溅射技术中，幾乎都利用強力磁鐵將電子成螺旋 狀運動, 提高濺鍍速率。 磁控溅射技术膜层在致密度、均匀度、牢固度、 纯度等方面较佳----镀制高要求的薄膜。 濺鍍技術是被激发粒子能量高，可向基材表面迁 移/扩散及深度渗透基体相，但不改变/破坏基材 表面原组成结构。为一种实用性很高的、清洁的、 精细成膜技术，且膜相纯度高。 溅镀技术是半导体制程中的关键技术。
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2 、 真空镀膜技術
2.1、真空概念:
真空的定義 一個容器內的壓力小於大氣壓力(常溫常壓下為101325 101325帕 一個容器內的壓力小於大氣壓力(常溫常壓下為101325帕)就是 真空. 真空. 簡單的表示為:壓力<大氣壓力. 簡單的表示為:壓力<大氣壓力. 真空度 真空度代表真空系統中壓力的程度.國內真空工業界自創的名 真空度代表真空系統中壓力的程度 國內真空工業界自創的名 詞.多以低真空(low vacuum)﹑高真空(high vacuum)﹑超高真空 多以低真空( vacuum) 高真空( vacuum) (ultra來代表真空系統的真空度. (ultra-high vacuum) 來代表真空系統的真空度.這種表示的高低 正好與壓力相反.真空度越高壓力越低. 正好與壓力相反.真空度越高壓力越低. 真空壓力單位 國際單位) 扥耳( 帕(國際單位) :1Pa=1N/m2 扥耳(貫用單 位):1Torr=1/760atm=1mmHg 毫巴(實用單位):1mbar=100Pa 毫巴(實用單位):1mbar=100Pa 真空区域的划分 粗真空（ 低真空（ 1）粗真空（105~102 Pa) 2）低真空（102~10-1Ｐａ） 高真空（ 3）高真空（10-1 ~10-6Pa) 4）超高真空 (10-6Pa ~ 1012Pa )
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品种
1.6、 應用案例
金屬模具：光碟射出成形模、IC封裝模具、光 電產業成型模具等。 金屬切削工具：精密銑刀、絞刀、鑽頭、鋸片 等。 非金屬基材表面金屬化：塑膠、玻璃、軟性印 刷電路板等。 生產光碟、磁片/磁帶、平面顯示器、半導體、 光學鍍膜、太陽能電池、塑膠包裝膜、抗電磁 干擾鍍膜、五金裝飾鍍膜、光通訊元件鍍膜、 機械功能鍍膜等產品。
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2.3、蒸鍍原理
蒸发镀膜是在真空室抽至某一 压强时将蒸发物加热使其气 化，形成蒸气流，飞向基板 （或工件）表面，凝结沉积 形成固态薄膜的过程（如右 图）。 蒸发镀膜包含蒸发和沉积两个 过程。
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2.4、離子鍍原理
利用電弧放電方法直接蒸發靶材。靶材用低溫水冷卻， 並接電源負極，爐體接正極。在一定的電源電壓,電流,基板負 偏壓，以及真空度條件下，用觸發電極將陰極觸發短路，引 發電弧放電，陰極附近產生大量金屬蒸氣。金屬蒸气在高密 度電子的非彈性碰撞下會電离，并形成離子堆積的雙鞘層。 由此會自動維持場致發射型弧光放電，形成衆多微小弧斑， 產生大量的等离子体,在負偏壓的作用下,离子流到達被鍍基板 表面凝聚成膜。
2.7 真空蒸鍍與濺鍍鍍膜比較
-----從應用角度：
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三、濺鍍工藝簡介
3.1、工藝流程:
超音波清洗 烘 烤 底 涂 上 料
全 檢
下 料
面 涂
真空濺鍍
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3.2、特殊工藝介紹: 特殊工藝介紹:
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3.3、濺射鍍膜的三階段：
1．靶面原子的濺射；
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1.3、薄膜種類：
裝飾性薄膜：美觀性、新穎性、識別性等。 功能性薄膜： 低摩擦性、耐磨耗性、耐蝕性、抗沾黏性、導 電性、非導電性、光學性、防電磁波干擾（EMI）、 抗菌性、親疏水性、超鏡面模具鍍膜、非金屬基材表 面金屬化薄膜等。
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1.4、 功能性鍍膜：
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濺鍍技術簡介
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目錄
一、鍍膜技術的應用 二、鍍膜技術簡介 三、濺鍍工藝簡介
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1.1、鍍膜技術的應用产业：
平面显示器產業 電腦資訊產業 光儲存媒體 半导体产业 通訊產品 消費性電子
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鍍膜技術
1.2、鍍膜技術應用例舉
1.行動電話外殼 2.筆記型電腦EMI Shielding鍍膜處 理 3.外觀鍍膜 4.按鍵鍍膜雷雕 5.觸控面板薄膜處理 6.金屬反射膜 7.光學鏡片鍍膜 8.液晶顯示器鍍膜處理 9.光電傳輸光柵處理
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2.5、濺鍍原理
在低真空中(一般為 在真空中充入氬氣Ar) 及高電壓下產生輝光 放電形成電漿,則帶 正電的氬離子Ar＋將 飛向陰極,直擊陰極 之靶材表面,而使靶 材之表面原子或分子 彈射出而均勻涂在欲 被鍍的基材上,外加 磁場更可增加電子與 氬氣分子的碰撞機會, 提高離子濃度,使濺 鍍速度升高,薄膜品 質提升.
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3.6、濺鍍製程特點:
1、 几乎可溅射任何材料。 2、膜的附著強度是一般蒸鍍10倍以上，且濺射粒子能 量高，在成膜面會擴散得硬且緻密薄膜，同時此高能 量使基板只要較低溫度即可得結晶膜。 3、薄膜形成初期成核密度高，可生產10nm以下的極薄 連續膜,較其他製程利於生產大面積的均一薄膜。 4、靶材輸入電流/濺射時間可控制，易得高精度膜厚。 5、靶材可製作成各種形狀，配合機台的特殊設計做更 好的控制及最有效率的生產 。