溅射镀膜

图3 对向靶溅射装置
离子束溅射法
在这以前叙述的溅射方式中，无论哪种都是把工件置于 等离子区中，因此在成膜的过程中，膜面总是会受到气氛气 体或载荷粒子的轰击，向工件射入的溅射粒子多次反复的和 等禽区中的气体原子或载荷粒子冲撞，由于扩散而到达工件， 它的能量根据工件的电位和等离子区电位而变化，因此，由 于等离子的状态，膜的性能会受到一定程度的影响。另外， 不能独立控制气氛气压，材料靶附加电压，放电电流等，也 就不可能严格控制成膜条件了。而采用把离化室和溅射室分 开的离子束溅射法(见图4)，就可以避免种影响，能更严格地 控制成膜条件和保证渡层的质量。这种结构由于离子束放射 到位于10-5高真空溅射室中的靶材上，溅射出拉子而沉积在 工件表面上
图1直流两电极溅镀装置
三电极(四电极)溅射方法
三电极溅射装置就是在以前两电极的装置上 附加了第三电极的装置，第三电极作为生成等离子 用的电子供应源放出热电子。而又有时为了放射热 电子，使放电稳定化设置了稳定化电极，又称作四 电极溅射装置。金属的高速溅镀，制得了几十微米 厚的镀层。但是这种装置不能抑制靶材的高速电子 对基板(工件)的轰击，使得工件温度仍上升显著， 还有灯丝的寿命也是装置连续工作的障碍
离子溅射镀膜仪
磁控溅射镀膜仪
粒子束溅射镀膜仪ห้องสมุดไป่ตู้
溅射镀膜的特点
1价格低（国内拥有自主知识产权的话）。 2真空溅射加工的金属薄膜厚度只有0.5～2μm，绝对不影 响装配。 3真空溅射是彻底的环保制程，绝对环保无污染。 4欲溅射材料无限制, 任何常温固态导电金属及有机材料、 绝缘材料皆可使用（例：铜、铬、银、金、不锈钢、铝、氧 化矽SiO2等）。 5 被溅射基材几无限制（ABS、PC、PP、PS、玻璃、陶 瓷、epoxy resin等）。 6膜质致密均匀、膜厚容易控制。 7附著力强（ASTM3599方法测试4B）。 8可同时搭配多种不同溅射材料之多层膜。并且，可随客 户指定变换镀层次序。
溅射镀膜一般有以下几步：
1放置膜料及装入产品 2 抽真空：包括粗抽和精抽，一般真空度达到6.10-3以上； 3 辉光清洗：通入惰性气体（一般为Ar),真空度1Pa左右，打 开辉光清洗电源，清洗偏压及时间由素材表面状况及附着力 要求决定。 4 镀膜 5 破真空，取产品：镀膜完成后，（待工艺要求，有时候会 充入氩气冷却）对真空室充入大气，待达到大气压，打开真 空室门取出产品。
溅射镀膜及其应用简介
溅射镀膜
定义：利用高能离子冲击材料靶， 从其表面溅射出粒子并沉积在工件表面 上形成薄膜的方法。
溅射镀膜的基本方式及原理
溅射镀膜最基本的方法是两电极溅射法。镀 膜是在真空溅射槽内进行的，真空度要达10ⅹ103毛以上，充入一定量惰性气体，以材料靶作为 阴极，工件作为阳极，(见图1)在两电极间加上高 压使惰性气体电离， Ar+离子被阴极的负高压 (一500v)加速，以高速轰击材料靶，从靶面飞溅 出来的粒子以足够的速度飞向阳极工件并沉积在 其表面上，形成镀层
工件设在靶材的侧面，就可完全不受高速电子的轰击，保 证了它的低温。该法的研制成功使超高密度磁记录有了可 能。目前，利用这种小型装置可以溅射Fe、Ni、NIFe2O3 等磁性材料层，并且溅射速度比两电极方式快10~50倍，如 果把装置进一步大型化，还会进一步提高成膜速度。另外， 对于NIFe2O3等镀层的组成和材料靶的成份完全一样。
溅射镀膜的应用
这些镀膜方法中以磁控溅射应用最为广泛
磁控溅射在PVD行业是应用及研究最广 泛的，在装饰、工模具镀膜、太阳能、幕墙 玻璃、半导体、显示屏等许多行业都有广泛 的应 用。在此对以上某几个方面的应用做简 单介绍。
由于对于氧化铁、铍莫合金等磁性记录材料的低温、高速成膜要求， 研制出了对向靶溅射方式。如图3所示，把两块靶材相对布置，工件位 于靶的一侧，由线圈产生的外加磁场垂直地加在磁性材料靶的表面， 在这里磁场H和电场平行。这样就可以把Y电子封闭在两个靶之间的空 间里，并可促进气氛气体的离子化。因为工件设在靶材的侧面，就可 完全不受高速电子的轰击，保证了它的低温。该法的研制成功使超高 密度磁记录有了可能。
磁控管溅射方法
磁控管溅射法是加一个 与材料靶表面平行的磁场， 如图2：由于从靶面飞溅 出的高速电子被偏转而不 冲击工件，这就克服了由 电子冲击工件所引起的温 升，同时也促进了惰性气 体的离子化。因而可以在 10-3的低气压下，工件处 于100℃的条件下进行溅 射镀膜。
图2平面型磁控管溅射
对向靶溅射法
图4 离子束溅射装置
优点:
( 1)高速电子完全不轰击工件，可以确保工 件处于低温。 (2)可以严格控制成膜条件。
(3)靶材即使是零电位亦可
溅射靶材
平面靶材利用率比较低，只有 30%左右， 溅射靶材 沿着环形跑道刻蚀。
靶材冷却与靶背板
◆靶功率密度与靶材冷却 靶功率越大，溅射速率越大； 靶允许的功率与靶材的性质及冷却有关； 靶材采用直接水冷，允许的靶功率高。 ◆靶背板 材质要求： 导热性好—常用无氧铜，无氧铜的导热性比紫铜好； 强度足够—太薄，容易变形，不易真空密封。 结构：空心或者实心结构—磁钢不泡或泡在冷水中； 厚度适—当太厚，消耗部分磁强；太薄，容易变形。