真空鍍膜技術(shù),簡(jiǎn)稱PVD,是一種在真空環(huán)境中,通過(guò)物理方法將材料源氣化成原子、分子或離子,并在基體表面沉積形成具有特定功能的薄膜的技術(shù)。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于光學(xué)器件、電子元件、裝飾材料等領(lǐng)域。
磁控濺射鍍膜技術(shù),是一種先進(jìn)的物理氣相沉積(PVD)技術(shù),其核心在于利用濺射效應(yīng)將靶材原子轉(zhuǎn)移到基材表面,從而形成薄膜。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于微電子、光學(xué)和能源等領(lǐng)域。
蒸發(fā)鍍膜技術(shù)三種不同的方法,包括電阻蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)以及感應(yīng)加熱蒸發(fā)
電阻蒸發(fā)鍍膜技術(shù)
原理:采用電阻加熱蒸發(fā)源的蒸發(fā)鍍膜技術(shù),通過(guò)電阻加熱使低熔點(diǎn)材料,如鋁、金、銀、硫化鋅、氟化鎂、三氧化二鉻等汽化蒸發(fā)。加熱電阻通常采用鎢、鉬、鉭等。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低。
缺點(diǎn):材料易與坩堝反應(yīng),影響薄膜純度,無(wú)法蒸鍍高熔點(diǎn)的介電薄膜,且蒸發(fā)率低。
電子束蒸發(fā)鍍膜技術(shù)
原理:利用高速電子束加熱使材料汽化蒸發(fā),在基片表面凝結(jié)成膜。電子束熱源能量密度可達(dá) 104 - 109 w/cm2,溫度可超 3000℃,可蒸發(fā)高熔點(diǎn)的金屬或介電材料,如鎢、鉬、鍺、SiO2、AL2O3 等。電子束自源發(fā)出,經(jīng)磁場(chǎng)線圈聚焦和偏轉(zhuǎn),對(duì)膜料進(jìn)行轟擊和加熱。
優(yōu)點(diǎn):可蒸發(fā)任何材料,薄膜純度高,直接作用于材料表面,熱效率高。
缺點(diǎn):電子槍結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高,化合物沉積時(shí)易分解,化學(xué)比失調(diào)。
感應(yīng)加熱蒸發(fā)鍍膜技術(shù)
原理:借助高頻電磁場(chǎng)感應(yīng)加熱,使材料汽化蒸發(fā)并在基片表面凝結(jié)成膜。
優(yōu)點(diǎn):蒸發(fā)速率大,約為電阻蒸發(fā)源的 10 倍,蒸發(fā)源溫度穩(wěn)定,不易產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象,坩堝溫度較低,坩堝材料對(duì)膜污染較少。
缺點(diǎn):蒸發(fā)裝置需屏蔽,造價(jià)高且設(shè)備復(fù)雜。
磁控濺射鍍膜技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
原理:通過(guò)離子轟擊靶材并沉積在基片上形成薄膜。
優(yōu)點(diǎn):
1、沉積速率大:采用高速磁控電極,可獲大離子流,有效提高鍍膜過(guò)程的沉積速率和濺射速率,產(chǎn)能高、產(chǎn)量大,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
2、功率效率高:磁控濺射靶一般選 200V - 1000V 范圍電壓,通常為 600V,此電壓處于功率效率高有效范圍。
3、濺射能量低:磁控靶電壓較低,磁場(chǎng)將等離子體約束在陰極附近,防止高能量帶電粒子入射到基材上。
4、基片溫度低:利用陽(yáng)極導(dǎo)走放電時(shí)產(chǎn)生的電子,無(wú)需基材支架接地,減少電子轟擊基材,適合不耐高溫的塑料基材鍍膜。
5、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕:因靶磁場(chǎng)不均導(dǎo)致靶表面刻蝕不均,局部刻蝕速率大,靶材有效利用率低(僅 20% - 30%),可通過(guò)改變磁場(chǎng)分布或使磁鐵在陰極中移動(dòng)提高利用率。
6、復(fù)合靶:可制作復(fù)合靶鍍合金膜,如 Ta - Ti 合金、(Tb - Dy) - Fe 以及 Gb - Co 合金膜等。復(fù)合靶結(jié)構(gòu)有圓塊鑲嵌靶、方塊鑲嵌靶、小方塊鑲嵌靶以及扇形鑲嵌靶,扇形鑲嵌靶結(jié)構(gòu)使用效果佳。
7、應(yīng)用范圍廣:可沉積元素眾多,常見(jiàn)有 Ag、Au、C、Co、Cu、Fe、Ge、Mo、Nb、Ni、Os、Cr、Pd、Pt、Re、Rh、Si、Ta、Ti、Zr、SiO、AlO、GaAs、U、W、SnO 等。
缺點(diǎn):
1、設(shè)備復(fù)雜?:濺射鍍膜機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,需要更高的技術(shù)水平和維護(hù)成本?。
?2、速度慢?:相對(duì)于蒸發(fā)鍍膜機(jī),濺射鍍膜的速度較慢,可能影響生產(chǎn)效率?。
感謝您閱讀蒸發(fā)鍍膜和濺射鍍膜技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn),希望大家能對(duì) 蒸發(fā)鍍膜和濺射鍍膜技術(shù)有更好的了解。如果您想了解更多關(guān)于金屬科研材料的信息,請(qǐng)收藏我們的網(wǎng)站鑫康新材料靶材生產(chǎn)廠家http://1230580.cn/。
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