深圳高温磁控溅射方案
《磁控溅射CrAlSiN硬质膜层的制备及其高温抗氧化性能》
《磁控溅射CrAlSiN硬质膜层的制备及其高温抗氧化性能》一、引言随着科技的不断进步，材料表面改性技术日益成为材料科学领域的重要研究方向。
硬质膜层作为一种重要的表面改性技术，广泛应用于提高材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及高温抗氧化性能等方面。
近年来，磁控溅射技术作为一种先进的制膜技术，被广泛应用于制备硬质膜层。
本文将重点研究磁控溅射制备CrAlSiN硬质膜层的制备工艺及其高温抗氧化性能。
二、磁控溅射CrAlSiN硬质膜层的制备1. 制备原理与设备磁控溅射技术是一种利用磁场和电场共同作用，使靶材表面原子在电场作用下脱离靶材并沉积在基材表面的制膜技术。
CrAlSiN硬质膜层通过磁控溅射技术，将含有Cr、Al、Si和N的靶材进行溅射，使这些元素在基材表面形成一层致密的膜层。
制备设备主要包括磁控溅射镀膜设备、溅射靶材、基材和气路系统等。
在制备过程中，需要严格控制气氛、溅射功率、溅射时间等参数，以获得具有优异性能的硬质膜层。
2. 制备工艺制备CrAlSiN硬质膜层的工艺流程包括基材预处理、镀膜前处理、磁控溅射镀膜和后处理等步骤。
首先，对基材进行清洗和抛光，以提高基材的表面质量和附着力。
然后，在镀膜前对基材进行预处理，如涂覆粘合剂等。
接着，采用磁控溅射技术进行镀膜，控制溅射功率、气氛和溅射时间等参数，使靶材原子在基材表面形成一层致密的CrAlSiN硬质膜层。
最后，对制备好的膜层进行后处理，如热处理等，以提高膜层的性能。
三、高温抗氧化性能研究1. 实验方法为了研究CrAlSiN硬质膜层的高温抗氧化性能，我们采用高温氧化实验方法。
将制备好的膜层样品置于高温炉中，在不同温度下进行氧化实验，观察膜层的氧化行为和性能变化。
同时，采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对氧化后的膜层进行表征和分析。
2. 结果与讨论通过高温氧化实验和表征分析，我们发现CrAlSiN硬质膜层具有优异的高温抗氧化性能。
在高温下，膜层能够有效地抵抗氧化，保持其结构和性能的稳定性。
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。
RF500高真空磁控溅射系统实验操作步骤
RF500高真空磁控溅射系统实验操作步骤一、实验前准备工作1.提前一天制定好实验计划。
(明确实验目的，实验计划)2.准备好实验所需用品，检查各种实验气体，基片和实验溶剂是否足够，查阅实验仪器使用记录本，确认实验仪器是否正常工作。
3. 检查腔体和样品工位是否有污染，若有污染，用医用脱脂面（不能用普通化妆棉）沾取无水乙醇/丙酮全面擦拭清洁后使用。
4.检查循环水机内循环水是否足够，若箱内水体浑浊或半月未更换循环水需更换循环水，（循环水用超纯水不能用自来水！）二、衬底/基片/样品托的清洗工具：锡箔纸、镊子、基片托、小烧杯、手套、口罩清洗顺序：丙酮/乙醇—超纯水-稀释氢氟酸溶液（仅限于硅衬底和锗硅衬底）操作：1.打开排气扇，若室外为阴天潮湿，则不能开排气扇，还必须开启室内除湿机。
2.打开超纯水:将超纯水机的超纯水管引入水槽，打开超纯水的进水源，即自来水（当水阀柄与管口垂直时为关，平行时为开）→将超纯水机的电源开关打开→将超纯纯水机面板上“超纯水”开关按下，待面版显示的示数为电阻率17MΩ·cm2以上→开始收集超纯水→收集完毕后，关超纯水面板上的“超纯水”开关→关进水源→关总电源→将插头取下→将超纯水管放回原位。
3.用基片专用镊子夹住基片边缘缓慢放入基片托上。
4.当超纯水机版面显示17MΩ·cm2以上，用超纯水超声清洗基片/样品托专用小烧杯后，在取一定量的丙酮/乙醇，将基片托缓慢放入小烧杯中，然后用干净锡箔纸封住杯口。
5.在超声波清洗机中注入一定量的自来水（以水浸没第5格为宜），设定一定时间（一般20分钟）;将c中小烧杯放入其中，盖上盖子，开始清洗。
6.清洗完后，将基片托取出放在干净的锡箔纸上，将丙酮/乙醇倒入废液瓶中，并注明是“一次废液”或“二次废液”。
7.将超纯水注入烧杯中，重复d步骤。
8．硅衬底和锗硅衬底的腐蚀（1）准备好专用塑料镊子，塑料烧杯，塑料量杯，有盖塑料小筒（不能用玻璃制品，因为氢氟酸会腐蚀玻璃制品）和吹瓶（打满超纯水）备用；（2）穿上实验服，戴好口罩和塑胶手套，开启通风厨排气扇，开启浓氢氟酸试剂瓶后快速在塑料量杯中注入1毫升HF溶液，快速盖好浓氢氟酸试剂瓶，然后在塑料量杯中注入9毫升超纯水，最后将10毫升配好的稀释HF溶液倒入塑料小筒中盖好盖子备用；（3）换新的口罩和手套后，准备好清洗好的基片，秒表，洗耳球，装满超纯水的吹瓶，塑料烧杯，塑料镊子备用；（4）用塑料镊子夹取一片清洗好的基片放入稀释的HF溶液中腐蚀2min后，用去离子水冲洗基片表面和背面，废水用塑料烧杯装好；（5）若基片表面有气泡或者水泡，将基片放在清洁的吸水性强的滤纸上（背面朝下），用手挤压洗耳球，控制气流方向和速度，沿一个方向吹走气泡或水泡；（6）将腐蚀好的基片装在清洗好的样品托上固定好后，快速放入腔体抽取真空；（7）将HF废液装入专用的塑料瓶中，废水倒入下水道，用自来水稀释后冲走。
磁控溅射法沉积氮化钛复合涂层工艺研究
磁控溅射法沉积氮化钛复合涂层工艺研究一、磁控溅射法概述磁控溅射法，亦称为磁控溅射沉积技术，是一种先进的物理气相沉积技术，广泛应用于制备各种薄膜材料。
该技术通过在高真空环境中，利用磁场和电场的共同作用，将靶材表面的原子或分子溅射出来，并在基底表面沉积形成薄膜。
磁控溅射法因其高效率、高纯度、良好的薄膜均匀性以及能够制备多种材料薄膜等优点，在材料科学领域中占有重要地位。
1.1 磁控溅射法的工作原理磁控溅射法的工作原理基于等离子体中的离子在电场作用下加速，撞击靶材表面，使靶材原子或分子被溅射出来。
在溅射过程中，靶材表面附近的磁场对等离子体中的电子进行约束，形成高密度的等离子体区域，即所谓的“磁鞘”。
磁鞘的存在显著增加了离子与靶材的碰撞概率，从而提高了溅射效率。
1.2 磁控溅射法的应用领域磁控溅射法在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于：- 微电子工业：用于制备半导体器件中的绝缘膜、导电膜等。
- 光学领域：用于制射膜、增透膜等光学薄膜。
- 机械工程：用于提高机械部件的耐磨性、耐腐蚀性等。
- 生物医学：用于制备生物相容性薄膜，如人工关节表面的涂层。
二、氮化钛复合涂层的特性氮化钛（TiN）是一种具有高硬度、高耐磨性、良好耐腐蚀性的陶瓷材料，广泛应用于切削工具、模具、耐磨部件等的表面涂层。
氮化钛复合涂层则是在氮化钛的基础上，通过引入其他元素或化合物，以期获得更优异的综合性能。
2.1 氮化钛复合涂层的组成氮化钛复合涂层通常由氮化钛与金属元素（如铝、铬、钽等）或非金属元素（如碳、硼等）组成。
这些元素的引入可以改变涂层的微观结构，从而优化涂层的硬度、韧性、耐磨性等性能。
2.2 氮化钛复合涂层的性能优势氮化钛复合涂层相较于单一的氮化钛涂层，具有以下性能优势：- 更高的硬度和耐磨性：通过合金化处理，可以提高涂层的硬度，从而增强其耐磨性。
- 改善的韧性：引入某些元素可以增加涂层的韧性，使其在受到冲击时不易破碎。
- 增强的耐腐蚀性：某些元素的加入可以提高涂层的化学稳定性，从而增强其耐腐蚀性。
磁控溅射操作规程
磁控溅射操作规程磁控溅射设备操作规程开机过程1.开电柜A水阀（注意有两水路，阀门上标签为电柜左(A)，电柜右(B)）.2.开电柜A总控制电源.3.开机械泵，打开旁抽阀V1,开低真空计电源，用机械泵抽至机械泵抽压极限(或5Pa 以下).4.关闭旁抽阀V1.开闸板阀G，开前级阀（电磁阀DF1）5.观察低压真空计示数是否稳定(稳定时即为系统不漏气)，待稳定后开分子泵(KYKY)总电源.6.观察分子泵显示窗口为闪动的450Hz时，按下分子泵启动按钮，分子泵加速.7.当分子泵转速稳定，窗口显示为450Hz后，按下高真空计DL-7电源按钮，观察真空室真空度，等待达到溅射所需的本底真空度(一般为10-4Pa).溅射过程1.关闭高真空计DL-7(!进气之前一定要关闭，否则高真空计会被损坏)，然后打开充气阀V2，再打开截止阀V5.2.开氩气瓶总阀，开减压阀，观察其指示小于1.5格(三个大气压)即可.3.开质量流量计电源，将MFC1打到阀控位4.关小闸板阀G，此调节过程配合旋动旋钮调节气体流量，使低压真空计示数（直流溅射一般为2~5Pa之间，射频一般在5-8Pa之间）.5.开电柜B水阀，开电柜B总控制电源.(1).直流溅射：开电柜B中相对应靶位直流溅射电源，调节功率使使靶上方氩气电离启辉.旋转功率调节旋钮，使溅射功率达到所需要的数值.待板压和板流稳定后，转动挡板和转盘，转动挡板和转盘到相应的靶上，开始溅射并计时.溅射完毕后，将功率调节旋钮逆时针调到最小，按下停止按钮.然后关闭电柜B的总控制电源.(2).射频溅射：按下电柜B中射频功率源的Uf按钮，电子管预热5-10分钟.按下Ua的开始按钮，通过Ua粗调和细调增大板压，使靶上方氩气电离启辉.调节SP-II 型射频匹配器的C1,C2(调节一个时，另一个不动)，使反射功率最小，驻波比小于1.5.增大Ua,调节匹配器的电容使反射功率始终最小，如此反复调节使溅射功率达到所需要的数值.预溅射几分钟后，转动挡板和转盘到相应的靶上，即可开始溅射.(3).溅射完毕后，将Ua调到最小，按下Ua的停止按钮.等待几分钟后按下Uf按钮.然后关闭电柜B的总控制电源.（如果需要给衬底加热，方法同退火过程的5，6步骤）.靶挡板和转盘的转动：可通过电脑上的控制软件或手动转动.注意转盘和样品挡板同时转动前一定要检查定位插销，不能使转盘被卡住；只对样品进行转动操作前，需要将样品挡板卡住；为了不使加热电缆缠绕，不能大角度转动转盘.6.溅射完毕后，关闭氩气的过程：先关气瓶总阀，后关减压阀，再将MFC1打到关闭，待流量计显示为0后关闭流量计电源.先关V5后关V2，开大闸板阀G，让分子泵将真空室抽至高真空.退火过程1.开加热控温电源，调节设定退火温度，加热电流初始调至2A，过2分钟左右依次调至4A,6A,8A，注意不要使电流太大.2.温度显示为设定温度时开始计时(退火时间).关机过程1.待真空室抽到高真空（10-4帕），关闭闸板阀G.2.按下分子泵停止按钮，分子泵减速，当频率显示低于50Hz时，关闭前级阀.3.按机械泵按钮，停止机械泵.当分子泵停止频率显示为闪动的450Hz时,关闭分子泵总电源.分子泵显示窗口显示P.OFF后关闭总控制电源.4.关闭水阀，放回排气管，关严窗户.更换样品过程1.打开放气阀(V4)，使真空室和外界压强相等后，关闭放气阀V4.2.打开电柜A水阀及电柜A总控制电源，确保拔出定位插销后，按下升按钮，升起真空室盖到适当高度..3.取下样品托，更换样品.4.将真空室顶盖小心推至真空室正上方，按下“降”按钮.小心缓慢的将真空室顶盖降下，真空室顶盖降到不能自动再降电动机会自动停止.更换靶材过程（起始过程同上述1.2.）1．用螺丝刀拧开固定靶挡板的四个螺丝，将靶挡板小心取出.旋起靶罩并将其取出，后用内六角螺丝刀将靶盖的固定螺丝拧松，取出靶罩和靶材.将新的靶材放在铜靶托上，盖上靶盖，拧上螺丝.重新旋上靶罩，使靶罩和靶盖间留有一定的间隙(1-3mm或稍大)，两者不能接触，因为在溅射电源开时，靶罩为阳极，靶和靶盖为阴极(对直流溅射而言)；对射频溅射电源来说，两极一直在交替.靶罩和靶盖相接触的话，即为短路(这一步骤必须戴布手套操作，避免手汗及油脂对真空室引入污染).5.放入靶挡板，用螺丝刀拧紧固定螺丝.6.将真空室顶盖小心推至真空室正上方，按下“降”按钮.小心缓慢的将真空室顶盖降下，真空室顶盖降到不能自动再降时电动机会自动停止.请各位实验操作人员严格按照此规程操作，如有失误造成损失自行负担责任.磁控溅射设备实验室。
磁控溅射操作流程及注意事项
磁控溅射操作流程及注意事项一、打开冷却水箱电源（注：水箱电源是设备的总电源。
）检查水压是否足够大（0.1MPa），水压控制器是否起作用。
二、放气2.1 确认磁控溅射室内部温度已经冷却到室温；2.2 检查所有阀门是否全部处于关闭状态；2.3 磁控溅射室的放气阀是V2，放气时旋钮缓慢打开，这可以保证进入气流不会太大；2.4 放气完毕将气阀关紧。
三、装卸试样与靶材3.1 打开B柜总电源（在B9面板上），电源三相指示灯全亮为正常。
3.2 提升或降落（B4“升”或“降“）样品台要注意点动操作，不要连续操作。
3.3 装卸试样与靶材要戴一次性薄膜手套，避免油污、灰尘等污染。
3.4 磁控靶屏蔽罩与阴极间距为2-3毫米，屏蔽罩与阴极应该为断路状态。
3.5 装载试样要注意试验所用样品座位置与档板上溅射孔的对应，并记录样品座的编号及目前所对应的靶位。
3.6 降落样品台时要注意样品台与溅射室的吻合，并用工业酒精擦洗干净样品台与溅射室的配合面。
四、抽真空4.1 确认D面板“热电偶测量选择”指示“Ⅰ”时； 4.2 确认闸板阀G2、G4已经关闭； 4.3 打开B4上“机械泵Ⅰ”，再打开气阀V1，开始抽低真空。
4.4 打开B3面板的电源开关，同时关闭“复合”键。
可以从B3－1处观察低真空度。
(低真空测量下限为0.1Pa）。
当真空度小于5Pa可以开始抽高真空。
4.5 关闭气阀V1，打开B4上“电磁阀Ⅰ”（确认听到响声表示电磁阀已开）4.6 打开B8面板的磁控室分子泵电源，按下“START”键，按下FUNC/DATA键，数字开始逐步上升，等大于H100.0后打开闸板阀G1，随后分子泵速上升并稳定到H400.0。
4.7 磁控室的高真空度在B2面板显示，不要一直开着高真空的测量，也不要频繁开关, 通常每隔1-2小时可打开观察一次，等示数稳定后再关闭（一般不超过3分钟）。
五、充气5.1确认高真空度达到了-4、-5的数量级，在充气之前必须关闭高真空计；5.2 打开A1面板上MFC电源，预热3分钟；5.3 稍关闭闸板阀G1到一定程度，但不要完全关紧5.4 打开V4、V6（若是二路进气，V5应和V6同时打开）阀门 5.5 将控制阀扳到“阀控“位置5.6 打开气瓶阀门，稍旋紧减压阀至压力示数为0.1MPa即可； 5.7 调节MFC阀控的设定（一般在30左右），再进一步关紧闸板阀使得低真空（B3－1）读数接近所需的溅射压强，然后通过微调MFC阀控得到所需的溅射压强。
广东脉冲磁控溅射步骤
广东脉冲磁控溅射步骤
1.准备工作：将需要溅射的目标材料切成适当尺寸，清洗干净并放置在溅射室内的夹具上。
同时，准备好溅射室内各种仪器设备和材料，确保整个溅射过程能够顺利进行。
2. 加热：将溅射室内的目标材料加热至一定温度，通常为1000-1500℃。
这样可以使材料表面形成一个稳定的氧化层，以免在溅射过程中受到破坏。
3. 离子轰击：通过离子轰击的方式，清洗目标材料表面的氧化层和污染物。
离子轰击可以使用离子枪或者电子束，通常会持续几分钟到几十分钟不等。
4. 溅射：将准备好的靶材料置于溅射枪内，并利用高能量的电子束或离子束轰击靶材料表面，使其释放出原子或离子。
这些原子或离子会沉积在目标基板上，形成一个均匀、致密的薄膜。
5. 冷却：溅射完成后，需要将基板进行冷却，以便薄膜能够均匀地附着在基板上。
通常会通过水冷或者气冷的方式进行冷却。
6. 分析：最后，需要对溅射得到的薄膜进行分析和检测，以确保其符合要求。
这包括薄膜的厚度、成分、结构等方面的分析。
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广东金属磁控溅射步骤
广东金属磁控溅射步骤
1.准备工作：准备好需要被镀的基材和金属靶材，将靶材放置在磁控溅射设备的靶架上。
2. 真空处理：将磁控溅射设备内的空气抽出，建立起真空环境。
3. 加热处理：将基材进行加热处理，使其表面达到一定的温度，有利于镀层的附着性。
同时，也可以对靶材进行加热处理，提高溅射效率。
4. 选择气体：选择适合的惰性气体（如氩气）作为溅射气体，用于产生电弧和激发靶材。
5. 开始溅射：加入适量的氩气，通过高电压将靶材置于放电状态，产生离子和电子，靶材表面的金属原子被弹出，形成金属原子云并沉积在基材表面。
6. 控制镀层厚度：根据需要，可以通过控制溅射时间和溅射速率来控制镀层的厚度。
7. 结束溅射：当镀层厚度到达设定值时，停止溅射，并将氩气排出，恢复常压。
8. 取出基材：将镀好的基材取出，进行后续的处理和使用。
9. 维护设备：对磁控溅射设备进行日常的维护和保养，保证设备的正常运行和长期使用。
总之，广东金属磁控溅射步骤是一个基于物理原理的较为复杂的工艺过程，需要在严格的控制条件下进行。
它的应用范围广泛，如在航空、汽车、电子等领域都有广泛的应用。
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深圳高温磁控溅射方案
引言
在现代工业中，磁控溅射技术是一种常见的表面涂层技术。
它可以在材料表面
形成均匀、致密、高质量的薄膜，具有优异的耐磨、耐腐蚀和高温稳定性等特点。
然而，深圳地区炎炎夏日的高温环境对磁控溅射设备的运行提出了极大的挑战。
本文将介绍一种适用于深圳高温环境下的磁控溅射方案。
方案概述
本方案旨在解决深圳高温环境下磁控溅射设备易受高温影响导致性能下降的问题。
通过优化设备结构和加强冷却系统，提高设备在高温环境下的稳定性和可靠性，保证其正常运行并获得高质量的薄膜涂层。
设备优化
为了适应深圳高温环境，需要对磁控溅射设备进行一系列的优化。
以下是一些
优化建议：
1. 设备散热系统
在设计磁控溅射设备时，应考虑加强散热系统的设计。
采用高效的散热器、风
扇和散热片，提高设备散热能力，降低温度。
另外，可以考虑增加散热风道，改善空气流通，进一步降低设备温度。
2. 材料选择
在高温环境下，某些材料的性能可能会受到影响，因此在设计磁控溅射设备时，需要选择耐高温的材料。
例如，选用高温耐性强的金属材料或陶瓷材料作为设备的关键结构部件，以确保设备在高温环境下的稳定性。
3. 温度监控系统
安装温度传感器和温度监控系统，实时监测设备的温度变化。
一旦温度超过设
定范围，系统会自动发送警报或切断设备的电源，防止设备过热损坏。
冷却系统改良
在磁控溅射过程中，冷却系统的性能直接影响到设备的稳定性和薄膜质量。
针
对深圳高温环境，可以对冷却系统进行以下改良：
1. 冷却介质选择
选择具有良好的热传导性和耐高温性的冷却介质，如高温冷却油或液氮。
确保
冷却介质能够有效地吸收设备产生的热量，防止过热。
2. 冷却系统布局优化
优化冷却系统的布局，确保热量能够快速、均匀地散发。
合理设置冷却管道的
位置和长度，增加散热面积，提高散热效果。
3. 冷却水温监控系统
安装冷却水温传感器和温度监控系统，实时监测冷却水温度的变化。
通过控制
冷却水的流量和温度，保持冷却系统的稳定性，防止温度过高影响设备性能。
结论
通过对深圳高温环境下磁控溅射设备的优化和改良，可以提高设备的稳定性和
可靠性，降低设备在高温环境下的故障率。
这将有助于确保薄膜涂层的质量和性能，满足工业生产的需求。
然而，具体的方案设计需要根据实际情况进行调整，以确保最佳效果的实现。
以上就是深圳高温磁控溅射方案的相关内容，通过设备优化和冷却系统改良，
我们可以在高温环境下获得更好的磁控溅射效果。
希望本方案能对相关行业的工作人员提供一定的参考和借鉴价值。