磁控溅射镀膜机技术要求
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。
JCP-200使用说明书
JCP-200磁控溅射/蒸发镀膜机使用说明书北京泰科诺科技有限公司2008年6月目录1.设备简介2.设备技术参数及功能3.设备环境要求4.设备安装5.设备操作及注意事项6.设备保养及维护附图1.JCP-ZZ-200B多功能磁控溅射镀膜机外形图2.磁控靶结构示意图3.基片台结构示意图4.真空系统示意图5.电器控制原理图一.设备简介JCP-200磁控溅射镀膜机以磁控溅射技术为主体（兼容蒸发镀膜技术）该设备由真空系统、镀膜室、磁控溅射靶、基片台（架）、真空系统、工作气体供给、电气控制等部分组成，主要应用于沉积金属膜、介质膜及半导体膜。
1.1.真空系统该设备采用110L/S分子泵、2L/S机械泵、前级阀真空系统。
为了尽量减小“出气”量、降低真空压强，整个系统（包括所有法兰及管道）全部采用不锈钢材料。
真空测量采用数字式复合真空计，测量范围从大气至10-5Pa，具有自身保护测量规管的功能。
真空联锁保护采用断水保护磁控靶的措施。
1.2.镀膜室镀膜室采用不锈钢柱状两层结构：上层安装旋转基片台，可手动打开，下层安装磁控溅射靶、进气装置，便于更换基片、靶材及日常维护；磁控靶装在下，基片台在上。
该方式的优点在于：防止颗粒物对膜表面的侵害。
在镀膜室的前面、侧面配有玻璃观察窗，观察其镀膜过程的状况，一旦出现非正常情况可采取应对措施。
1.3.磁控溅射靶磁控溅射靶（简称磁控靶）是该设备的核心部件，它的性能决定了沉积薄膜的质量。
按形状及用途不同可分为：圆形平面靶、矩形靶、柱状靶及S枪形靶。
该设备采用圆形平面靶，靶材尺寸为Ф50×δ4mm（2”），表面磁感应强度约为Br=400Gs。
靶电源采用Ａ２Ｋ双极性脉冲电源，可沉积金属膜、半导体膜及反应膜。
磁控靶工作原理可简述为：自由电子在阴极靶材表面正交电磁场的作用下，电子获得约400eV以上的能量并做曲线运动，运动过程中与工作气体原子（如Ar、O2、N2 、CH4……）相互碰撞形成正离子，正离子与处在负电位的阴极靶材相互作用溅射出靶材的中性粒子，这些中性粒子沉积于基片表面（阳极）形成薄膜。
磁控溅射镀膜机技术要求
向上溅射（基片台在腔室顶部，靶在腔室底部）
膜厚不均匀性
≤±5%（靶材匹配范围内）
报警及保护
对泵、靶、电极等缺水、过流过压、断路等异常情况进行报警并执行相应保护措施；完善的逻辑程序互锁保护系统
设备质保
需要供应商提供不少于1年的设备免费保修服务。
磁控溅射镀膜机技术要求
设备用途
能够进行磁控溅射、蒸发，基片台可用射频电源加负偏压对基片进行反溅清洗活化、辅助溅射功能。该设备主要用来开发纳米级导电膜、半导体膜、绝缘膜以及镍、钴磁性膜等。
主要技术指标
真空腔室
304优质不锈钢真空腔室，上开盖结构；观察窗1套
真空系统
涡轮分子泵+直联旋片泵准无油真空系统，数显复合真空计
真空极限大气抽至6.0×10-3Pa≤15min
基片台尺寸
最大可镀基片尺寸/面积：Ф100mm范围内可装卡各种规格基片
基片加热与旋转
基片台加热：室温～400℃，PID控温；基片旋转：0-20转/分钟连续可调；基片台有负偏压装置，可切换射频电源反溅清洗样片
溅射靶及电源
2英寸圆形平面靶1只，靶的角度可调，1对水冷蒸发电极；配冷却循环水机；该靶兼容直流溅射/中频溅射/射频溅射；配2000VA直流溅射电源1台、500VA射频溅射电源1台、2000VA直流蒸发电源1台
多工位磁控溅射镀膜机安全操作及保养规程
多工位磁控溅射镀膜机安全操作及保养规程1. 引言多工位磁控溅射镀膜机是一种用于在物体表面形成薄膜的设备。
本文档旨在说明多工位磁控溅射镀膜机的安全操作规程和保养规程，以确保操作人员的安全，并延长设备的使用寿命。
2. 安全操作规程2.1 检查设备 - 在操作前，必须仔细检查多工位磁控溅射镀膜机的各个部件是否完好无损。
- 确保设备的电源和其他电气设备都处于正常工作状态。
2.2 穿戴个人防护装备 - 在操作多工位磁控溅射镀膜机时，所有操作人员必须穿戴个人防护装备，包括护目镜、手套和防护服等。
-进入操作区域前，务必将头发束起，以免被机械部件卷入。
2.3 操作步骤 - 在启动多工位磁控溅射镀膜机前，仔细阅读并理解设备的操作手册。
- 按照正确的步骤操作设备，切勿随意更改设置。
- 在使用过程中，确保保持设备清洁，并及时清理溅射物。
- 在清洁或维护设备前，务必切断电源或将设备置于安全状态。
2.4 紧急情况处理 - 在发生紧急情况时，立即切断电源并通知相关责任人。
- 遇到火灾时，使用灭火器进行扑灭，并尽快撤离人员。
3. 设备保养规程3.1 日常清洁 - 每日使用后，对多工位磁控溅射镀膜机进行清洁，包括清理外表面和吸尘器。
- 清洁过程中，切勿将水或其他液体直接喷洒到设备上，以免损坏电路。
3.2 维护保养 - 定期对多工位磁控溅射镀膜机进行维护保养，包括检查设备内部电路、电源连接线和冷却系统。
- 如果发现任何异常情况，应及时联系专业维修人员进行维护。
3.3 零部件更换 - 根据设备说明书中的保养计划，定期更换多工位磁控溅射镀膜机的零部件，以确保设备的正常运行。
- 零部件更换时，务必使用原厂配件，并按照说明书中的步骤进行操作。
4. 安全培训和监督•在操作多工位磁控溅射镀膜机前，需要进行相关的安全培训，并获取相关的操作资格证书。
•操作人员需要定期接受安全知识的培训和更新，以确保对操作规程的熟悉程度。
•设备的操作和保养应有专人监督，以避免操作失误和忽视保养工作。
磁控溅射镀膜原理和工艺设计
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。
这里主要讲一下由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。
关键词：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年以后由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-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（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，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至几十电子伏围。
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：真空蒸发、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氩原子发生碰撞，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）×B（磁场）所指的方向漂移，简称E×B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，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域，并且在该区域中电离出大量的Ar正离子来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。
磁控溅射镀膜技术
传递给碰撞处的原子，导致很小的局部区域产生高温，使靶材融化，发
生热蒸发。 可以解释溅射率与靶材蒸发热和入射离子的能量关系，余弦分布规律；
不能解释溅射率与入射离子角度关系，非余弦分布规律，以及溅射率
与入射离子质量关系等。
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三、磁控溅射
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三、磁控溅射
（四）磁控溅射的应用实例-TCO薄膜的制备：
TCO薄膜为晶粒尺寸数百纳米的多晶层，晶粒取向单一。目前研究 较多的是ITO、FTO和AZO。电阻率达10-4Ω•cm量级，可见光透射率为
80%～90%。
FTO(SnO2︰F)：电阻率可达5.0×10-4Ω•cm，可见光透过率＞80%。 ITO(In2O3︰Sn)：电阻率可达7.0×10-5Ω•cm ，可见光透过率＞85% 。
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二、溅射镀膜的基本原理
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二、溅射镀膜的基本原理
（三）溅射参数：
（5）靶材温度： 靶材存在与升华相关的某一温度。低于此温度时，溅射率几乎不变； 高于此温度时，溅射率急剧增加。
除此之外，还与靶的结构和靶材的结晶取向、表面形貌、溅射压强 等因素有关
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二、溅射镀膜的基本原理
（三）溅射参数：
3.溅射原子的能量和速度 不同靶材具有不同的原子逸出能量； 入射离子种类和能量（守恒定律）； 倾斜方向逸出的原子具有较高的逸出能量。
29Βιβλιοθήκη 二、溅射镀膜的基本原理（五）溅射机理：
2.动量转移理论 深入研究结果表明，溅射完全是一个动量转移过程。
该理论认为，低能离子碰撞靶时，不能直接从表面溅射出原子，而
是把动量传递给被碰撞的原子，引起原子的联级碰撞。这种碰撞沿晶体 点阵的各个方向进行。当原子的能量大于结合能时，就从表面溅射出来。
磁控溅射系统基本技术要求
磁控溅射镀膜机技术规格1.货物名称、数量磁控溅射镀膜机1套2.工作条件及用途2.1工作条件2.1.1能在电源电压380±10%V、50±2%Hz、室温0℃~40℃的环境下连续正常工作。
2.1.2连续工作时间能力不应少于168小时，设备服役期限15年。
2.2用途主要用于镀制多层金属及金属化合物薄膜。
3.技术规格卖方所提供的磁控溅射镀膜机必须是技术先进，经济合理，成熟可靠的产品。
本条中带*技术指标为关键指标，不允许有超标。
3.1基本要求磁控溅射镀膜机由无油真空系统、溅射系统、气体压强控制装置、气体流量控制装置以及烘烤旋转系统等组成。
可满足样品尺寸为φ50mm，多片（4片以上）同时镀制要求，可满足三靶共溅射要求；溅射室采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造；气体管路采用不锈钢硬管；所有设备要求为集装式。
溅射室的观察窗不少于2个；备用接口不少于2个，溅射室内部应有照明装置。
3.1.1样品尺寸：≥φ50mm，*3.1.2膜厚不均匀性：≤±5%；*3.1.3膜厚重复性≤±3%；3.2真空系统3.2.1真空室直径≥φ500mm。
3.2.2极限真空度：≤6.0⨯10-5Pa*3.2.3恢复抽真空时间：从大气~4×10-3Pa小于15分钟*3.2.4真空测量装置范围：大气~1×10-5Pa3.2.5系统漏率：停泵关机12小时后真空度≤5Pa。
3.2.6真空测量：宽量程真空计（用于真空监测）和精度优于1.5%的薄膜规（用于工艺真空控制，建议采用美国MKS产品）；3.3溅射系统3.3.1溅射材料：Ti，Pt，Au，钛酸锶钡等；还可溅射其它金属、氧化物等；*3.3.2溅射靶：溅射靶的数量不少于4个，可满足三靶共溅射要求；要求共溅射和单靶溅射模式转换调节方便；预留一个靶的空位和接口，作为离子源安装备用接口；3个直流靶为高真空型、1个射频靶，其中一个直流靶为磁场增强靶；靶位置：向上溅射；溅射靶与基片距离可调节，每只溅射靶分别配有挡板；4个永磁靶均为摆头靶，可分别实现多层镀膜和掺杂镀膜。
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优于8.0×10-5Pa
抽速
从大气抽至6.0×10-3Pa≤15min
基片台尺寸
最大可镀基片尺寸/面积：Ф100mm范围内可装卡各种规格基片
基片加热与旋转
基片台加热：室温～400℃，PID控温；基片旋转：0-20转/分钟连续可调；基片台有负偏压装置，可切换射频电源反溅清洗样片
溅射靶及电源
2英寸圆形平面靶1只，靶的角度可调，1对水冷蒸发电极；配冷却循环水机；该靶兼容直流溅射/中频溅射/射频溅射；配2000VA直流溅射电源1台、500VA射频溅射电源1台、2000VA直流蒸发电源1台
磁控溅射镀膜机技术要求
设备用途
能够进行磁控溅射、蒸发，基片台可用射频电源加负偏压对基片进行反溅清洗活化、辅助溅射功能。该设备主要用来开发纳米级导电膜、半导体膜、绝缘膜以及镍、钴磁性膜等。
主要技术指标
真空腔室
304优质不锈钢真空腔室，上开盖结构；观察窗1套
真空系统
涡轮分子泵+直联旋片泵准无油真空系统，数显复合真空计
工作模式
向上溅射（基片台在腔室顶部，）
报警及保护
对泵、靶、电极等缺水、过流过压、断路等异常情况进行报警并执行相应保护措施；完善的逻辑程序互锁保护系统
设备质保
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