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什么是真空阴极磁控溅射镀膜法?

什么是真空阴极磁控溅射镀膜法?
镀膜玻璃的真空阴极磁控溅射镀膜法,是将玻璃置于真空室中,在真空室内通入反应性气体,当对溅射阴极通电时,在电场的作用下,从阳极表面发射出电子,电子在电场的加速下能量迅速提高,高能电子将于阴极表面区域的空间的气体分子相碰撞,使气体分子电离,带正电的粒子在电场的加速下,高速向阴极表面撞击,将金属粒子击出,同时由于粒子碰撞靶表面产生大量二次电子,电子又在电场的加速下成为高能电子,从而维持这种导常辉光放电。
其中,被带正电的粒子从靶表面出的金属粒子,会沉积在玻璃上,形成薄膜。
采用这种方法,可以进行多层膜的生产,可形成的材料极多。
绝大部分的金属和无机非金属均可成膜。
控阴极溅射的原理是在阴极内部装有永久磁铁或电磁铁。
磁场穿透阴极表面的金属溅射靶,在对溅射阴极通电时,产生了一次电子,一次电子既在磁场束缚下又在电场的加速下,形成螺旋式运动轨迹,大大增加了加速时间及运动路程,提高了与空间气体分子相碰撞的几率和速度,从而提高了溅射沉积率。
采用真空磁控溅射镀膜法生产热反射镀膜玻璃,是目前国际上生产大面积镀膜玻璃的最先进工艺方法,比传统的镀膜方法在产品质量、功能、劳动生产率、成本等方面有显著的改进。
除具有上述特点外采
用真空磁控溅射镀膜法生产热反射镀膜玻璃,还具有膜层牢固和均匀,化学稳定性能好等优点。
并能获得多种理想的光学性能和丰富的反射颜色。
磁控溅射的名词解释

磁控溅射的名词解释磁控溅射是一种现代先进的薄膜制备技术,它利用离子化的金属原子或分子沉积在材料表面形成均匀而致密的薄膜。
这项技术的应用领域广泛,包括电子元件、太阳能电池、显示器、传感器等,具有优异的薄膜质量和高度可控的成膜过程。
磁控溅射的工艺过程如下:首先,将待沉积的金属或合金样品(称为目标材料)放置在真空室中,并设定适当的工艺参数,如沉积速率、温度等。
然后,通过将真空室抽成一定的真空度,以便在真空中进行溅射。
接下来,施加一定强度的磁场,并在目标素材表面附近放置一个靶极。
这样,当氩离子加速到一定能量后,撞击目标材料表面,使得它释放出离子化的金属原子或分子。
最后,这些离子化的金属原子在磁场的作用下,被引导到基板材料表面,形成一层薄膜。
磁控溅射的独特之处在于其高度可控的薄膜成膜过程。
通过调节工艺参数,例如沉积时间、温度、压力和靶极材料等,可以获得不同的薄膜性质,如厚度、硬度、晶粒度等。
此外,磁场的存在使得目标材料释放出的离子在沉积过程中更易定向,使薄膜成膜更加均匀。
这种可控性不仅能够满足各种应用需求,还可以优化薄膜的功能和性能。
磁控溅射技术具有重要意义的一个方面是其在电子工业中的广泛应用。
在集成电路和芯片制造过程中,磁控溅射可以制备金属导线、电极和隔离层等薄膜元件,用于电路的连接和保护。
此外,磁控溅射还可以制备透明导电膜,用于触摸屏、液晶显示器和光伏电池等光电器件。
这些应用不仅要求薄膜成膜的高质量和可控性,还需要满足特定的电学、光学和机械性能标准。
在太阳能电池领域,磁控溅射可以利用其高度可控的薄膜成膜技术制备多层结构的太阳能电池薄膜。
这种薄膜可以有效吸收和转换太阳光的能量,并将其转化为电能。
磁控溅射技术的应用使得太阳能电池具有更高的光电转换效率和更长的寿命,为可再生能源的发展提供了有力支持。
磁控溅射技术也在光学镀膜领域得到广泛应用。
通过沉积抗反射膜、反射膜和分光镜片等薄膜,可以优化光的传输和反射等特性,提高光学设备的性能和效率。
磁溅射镀膜真空镀膜机工作原理

磁溅射镀膜真空镀膜机工作原理磁溅射镀膜真空镀膜机是一种常用的薄膜材料制备设备,它通过利用磁控溅射技术在物体表面形成一层薄膜。
其工作原理主要是通过将目标材料置于真空腔室中,在加入适当的工作气体后,利用磁场将目标材料溅射到基底表面,形成一层均匀的薄膜。
一、真空环境的建立:磁溅射镀膜真空镀膜机的工作需要在真空环境中进行。
首先,将工作室密封,并抽取其中的气体,创造出高真空环境。
真空泵负责将工作室内的气体抽出,直到达到所需的真空度。
二、靶材的安装和加热:在镀膜机内的靶架上安装所需的靶材。
通常情况下,靶材是由所需薄膜材料制成的。
在镀膜过程中,靶材会逐渐消耗,因此需要定期更换。
在镀膜之前,靶材需要加热,以提高溅射效率和均匀性。
三、气体的注入:在真空环境下,通过控制气体流量和压力,将适量的工作气体引入到工作室中。
工作气体的选择取决于所需薄膜的材料和性质。
常见的工作气体有氩气、氮气等。
这些气体在溅射过程中起到稀释和辅助气体的作用,可以有效地调节薄膜的成分和性质。
四、磁场的建立:在镀膜机中,通过施加磁场来控制溅射过程。
磁控溅射利用磁场将靶材上的原子或分子溅射到基底表面,形成一层薄膜。
通过调节磁场的强度和方向,可以控制溅射粒子的能量和轨迹,从而实现对薄膜性能的调控。
五、薄膜的沉积:在溅射过程中,溅射的原子或分子会沉积在基底表面,形成一层薄膜。
这个过程需要控制好溅射时间、靶材和基底的距离等参数,以确保薄膜的均匀性和质量。
通常情况下,溅射时间越长,薄膜的厚度越大。
六、薄膜的性能测试:在薄膜沉积完成后,需要对薄膜的性能进行测试和评估。
常见的测试方法包括厚度测量、成分分析、表面形貌观察等。
这些测试可以帮助我们了解薄膜的厚度、成分和结构等信息,从而判断薄膜是否满足要求。
总结:磁溅射镀膜真空镀膜机通过建立真空环境、安装靶材并加热、控制工作气体流量和压力、施加磁场以及控制薄膜沉积参数等步骤,实现了对物体表面的薄膜制备。
这种镀膜技术具有高效、均匀、可控性强等优点,并在各种领域中得到了广泛应用。
磁溅射镀膜真空镀膜机工作原理

磁溅射镀膜真空镀膜机工作原理
磁溅射镀膜真空镀膜机工作原理是利用磁场和靶材,通过溅射的方式将材料沉积在基材上。
具体工作原理如下:
1. 制备真空环境:将待处理的基材放置在真空室中,并通过抽气系统将真空室抽气,从而形成真空环境。
2. 加热靶材:在真空室中的靶材加热装置加热靶材,使其达到蒸发温度。
3. 产生磁场:在靶材附近放置一个磁场装置,通过施加磁场使得靶材表面形成磁场区域。
4. 溅射过程:当靶材达到蒸发温度后,靶材表面的原子开始蒸发,并在磁场的作用下形成等离子体。
这些等离子体会冲击或溅射出靶材的原子或分子。
5. 沉积在基材上:随后,被溅射出来的原子或分子沉积在基材表面,形成所需的薄膜。
通过控制溅射的过程参数,例如靶材的温度、溅射功率、气体气压等,可以控制沉积的薄膜的厚度、成分和结构。
总的来说,磁溅射镀膜真空镀膜机通过将靶材加热蒸发,并在
磁场的作用下将溅射出的原子或分子沉积在基材上,实现了薄膜的制备。
磁控溅射镀膜机原理

磁控溅射镀膜机原理磁控溅射技术是一种用于镀膜的先进技术。
磁控溅射镀膜机是利用电子束的动能将固体材料从靶层中剥离并沉积在基板上的一种镀膜设备。
本文将为您介绍磁控溅射镀膜机的原理及其应用。
一、磁控溅射镀膜机的原理磁控溅射镀膜机又称磁控离子镀膜机,是一种利用外部电场和磁场激发离子束并蒸发靶材料形成镀层的设备。
这种技术源于20世纪60年代初期的物理研究。
它的基本原理是利用电子束加速器向金属靶材料表面注入精细定位的、高能单元电子束,从而促使靶材料发生电子冲击下物质的剥离,形成离子束,进而被磁场聚拢并加速击打在待镀基材料表面,从而沉积成膜。
这种技术对材料的选择范围较广,可使用的原材料包括各种无机材料和合金,如氧化物、硅、合金、氟化物等。
而磁控溅射技术也因此被广泛应用于各种领域,如电子、计算机、晶体管、固态照明、太阳能电池、生物医学、汽车、航空航天、建筑室内装修等领域。
二、磁控溅射镀膜机的类型及分类根据靶材料种类和制备过程条件的不同,磁控溅射镀膜机可以分为多种类型。
下面我们介绍一下主要的几种类型。
1、平板离子源平板离子源是最基本的离子源类型,通常由一个平板放电电极和一个屏蔽靶组成。
它的靶材料为物质的块状,可将注入的能量转换成游离原子形成高能离子束,使其透过向靶和基板之间发射的离子束,再到达基板表面。
由于靶和基板之间的角度限制,使该装置产生较低的折射率,从而制造较低的细节图案。
因此,平板离子源多用于制造器件外壳全面涂层。
2、圆柱形偏心离子源圆柱形偏心离子源由两极电源和一个圆柱形靶台制成。
表面不平整的靶材料块在高速离子束的作用下被剥离,形成离子束并沉积在基板上。
该离子源的形状和设计使得离子束方向发散,从而可以与表面平面的材料相交,产生均匀的涂层。
此外,偏心离子源具有抗污染能力强、精度高和效率高等特点,适用于工业和商业应用。
3、环柱形偏心离子源环柱形偏心离子源由一个圆筒形壳体、一个中央靶、四组电极和一个基板组成。
中央靶材料在离子束的作用下形成薄膜,并沉积在基板上。
真空磁控溅射镀ZnO膜-讲义-2014-6

真空磁控溅射镀Al 掺杂的ZnO薄膜(AZO) 1852年,Grove发现阴极辉光放电产生的金属粒子溅射沉积现象。
这一现象现已广泛应用于各种薄膜的制备。
磁控溅射是在70年代在阴极溅射基础上加以改进而发展起来的一种新型溅射镀膜方法。
它克服了阴极溅射速率低、基片升温高的致命弱点,使得它一诞生便获得了迅速的发展和广泛应用。
磁控溅射具有高速、基片低温和沉积膜损伤低等优点。
磁控溅射在最佳条件下可以得到均匀、致密、有良好的C轴取向性和可见光波段透明性好等优点的薄膜,使得它成为在AZO制备中研究最多并且最广泛使用的方法。
溅射原本属于物理气相沉积,当溅射时在真空室内引入与金属Zn反应的气体O2,使得溅射同时具有磁控溅射和反应溅射的优点,这就是反应磁控溅射。
一、实验原理磁控溅射的工作原理如图1所示。
电子e在电场E作用下,在飞向基板过程中与氩原子发生碰撞,使其电离出Ar+和一个新的电子e,电子飞向基片,Ar+在电场作用下加速飞向阴极靶,并以高能量轰击靶表面,靶材发生溅射。
在溅射粒子中,中性的靶原子或分子则沉积在基片上形成薄膜。
二次电子e1一旦离开靶面,就同时受到电场和磁场的作用。
为了便于说明电子的运动情况,可以认为:二次电子在阴极暗区时,只受电场作用;一旦进入负辉区就只受磁场作用。
于是,从靶面发出的二次电子,首先在阴极暗区受到电场加速,飞向负辉区。
进入负辉区的电子具有一定速度,并且是垂直于磁力线运动的。
在这种情况下,电子由于受到磁场B洛仑兹力的作用,而绕磁力线旋转。
电子旋转半圈之后,重新进入阴极暗区,受到电场减速。
当电子接近靶面时,速度即可降到零。
以后,电子又在电场的作用下,再次飞离靶面,开始一个新的运动周期。
电子就这样周而复始,跳跃式地朝E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移。
简称E×B漂移。
电子在正交电磁场作用运动轨迹近似于一条摆线。
若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面作圆周运动。
二次电子在环状磁场的控制下,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区,在该区中电离出大量的Ar+离子用来轰击靶材,从而实现了溅射淀积速率高的特点。
磁控溅射镀膜原理及工艺

磁控溅射镀膜原理及工艺摘要:真空镀膜技术作为一种产生特定膜层的技术,在现实生产生活中有着广泛的应用。
真空镀膜技术有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。
这里主要讲一下山溅射镀膜技术发展来的磁控溅射镀膜的原理及相应工艺的研究。
关键i司:溅射;溅射变量;工作气压;沉积率。
绪论溅射现象于1870年开始用于镀膜技术,1930年以后山于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。
常用二极溅射设备如右图。
通常将欲沉积的材料制成板材一靶,固定在阴极上。
基片置于正对靶面的阳极上,距靶一定距离。
系统抽至高真空后充入(10~ 1 )帕的气体(通常为氨气),在阴极和阳极间加儿千伏电压,两极间即产生辉光放电。
放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极,与靶表面原子碰撞,受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至儿十电子伏范用内。
溅射原子在基片表面沉积成膜。
其中磁控溅射可以被认为是镀膜技术中最突出的成就之一。
它以溅射率高、基片温升低、膜-基结合力好、装置性能稳定、操作控制方便等优点,成为镀膜工业应用领域(特别是建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等对大面积的均匀性有特别苛刻要求的连续镀膜场合)的首选方案。
1磁控溅射原理溅射属于PDV (物理气相沉积)三种基本方法:发、溅射、离子镀(空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀)中的一种。
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下,在飞向基片过程中与氮原子发生碰撞,使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar正离子在电场作用下加速飞向阴极靶, 并以高能量轰击靶表面,使靶材发生溅射。
在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E (电场)xB (磁场)所指的方向漂移,简称ExB漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。
若为环形磁场,则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动,它们的运动路径不仅很长,而且被束缚在黑近靶表面的等离子体区域内,并且在该区域中电离出大量的A r 正离子来轰击靶材,从而实现了高的沉积速率。
真空溅射镀膜原理

真空溅射镀膜原理
真空溅射镀膜是利用等离子体在真空室中的高速运动,在蒸发材料表面沉积出一层厚度极薄、均匀致密的薄膜,是一种重要的物理气相沉积技术。
与传统的物理气相沉积工艺相比,它具有制备技术成熟、沉积速度快、薄膜厚度均匀、涂层均匀性好等特点,被广泛用于材料表面的镀膜处理。
真空溅射镀膜按其溅射方式不同分为离子镀和磁控溅射两种,它主要是利用强电离气体放电在靶表面形成等离子体,通过控制靶材中原子或离子的运动方向和能量而得到所需的薄膜。
一、离子镀
离子镀是用强电离气体放电在金属或金属与非金属基体之间沉积出一层厚度极薄(几个到几十个原子层)的膜,这是一种比较简单和实用的方法。
其原理是将待镀的金属或非金属基体放入真空室内,在较高真空条件下使其表面电离,在等离子体放电过程中形成离子轰击工件表面,并把能量传给工件。
由于工件表面已被电离,在高速碰撞下可使工件表面形成厚度极薄(几个到几十个原子层)的薄膜。
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什么是真空阴极磁控溅射镀膜法?
镀膜玻璃的真空阴极磁控溅射镀膜法,是将玻璃置于真空室中,在真空室内通入反应性气体,当对溅射阴极通电时,在电场的作用下,从阳极表面发射出电子,电子在电场的加速下能量迅速提高,高能电子将于阴极表面区域的空间的气体分子相碰撞,使气体分子电离,带正电的粒子在电场的加速下,高速向阴极表面撞击,将金属粒子击出,同时由于粒子碰撞靶表面产生大量二次电子,电子又在电场的加速下成为高能电子,从而维持这种导常辉光放电。
其中,被带正电的粒子从靶表面出的金属粒子,会沉积在玻璃上,形成薄膜。
采用这种方法,可以进行多层膜的生产,可形成的材料极多。
绝大部分的金属和无机非金属均可成膜。
控阴极溅射的原理是在阴极内部装有永久磁铁或电磁铁。
磁场穿透阴极表面的金属溅射靶,在对溅射阴极通电时,产生了一次电子,一次电子既在磁场束缚下又在电场的加速下,形成螺旋式运动轨迹,大大增加了加速时间及运动路程,提高了与空间气体分子相碰撞的几率和速度,从而提高了溅射沉积率。
采用真空磁控溅射镀膜法生产热反射镀膜玻璃,是目前国际上生产大面积镀膜玻璃的最先进工艺方法,比传统的镀膜方法在产品质量、功能、劳动生产率、成本等方面有显著的改进。
除具有上述特点外采用真空磁控溅射镀膜法生产热反射镀膜玻璃,还具有膜层牢固和均匀,化学稳定性能好等优点。
并能获得多种理想的光学性能和丰富的反射颜色。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。