磁控溅射报告（参考）.ppt

模板来自于 / * 模板来自于 * 磁控溅射的发展及应用 姓名 程凯 学号 10076149128 指导老师 李丽 内容大纲 01 02 03 04 磁控溅射简介及其工作原理 磁控溅射的特点 影响磁控溅射工艺稳定性的因素 磁控溅射的发展及应用前景 磁控溅射简介及其工作原理 01 1.1、磁控溅射简介 由于现代科技发展的需求，真空镀膜技术得到了迅猛发展。真空薄膜技术可改变工件表面性能，提高工件的耐磨损、抗氧化、耐腐蚀等性能，延长工件使用寿命，具有很高的经济价值。磁控溅射技术可制备超硬膜、耐腐蚀摩擦薄膜、超导薄膜、磁性薄膜、光学薄膜，以及各种具有特殊功能的薄膜，是一种十分有效的薄膜沉积方法，在工业薄膜制备领域的应用非常广泛。 1.1 磁控溅射简介 JCP-500M3磁控溅射沉积系统 1.1 磁控溅射简介 1.2、磁控溅射的工作原理 磁控溅射镀膜的原理如图 2 所示，溅射靶材处于负高压电位，因此产生的电场方向如图2 中E 所示。溅射靶背面是永磁铁，产生如图中所示的磁场。电场与磁场正交。在两极之间加上电流电压，产生辉光放电现象，产生的电子在电场 E 的作用下，飞向处于阳极位的基片，在途中与氩原子碰撞，使氩原子发生电离产生Ar+和新的电子，Ar+带正电，在电场作用下加速飞往处于负高压的溅射靶，轰击靶材，使靶材发生溅射，被溅射出来的靶原子飞向基片，并最终沉积到基片上形成薄膜。 1.2、磁控溅射的工作原理 Ar原子产生的新电子，称为二次电子。二次电子与初始电子由于同时受到电场力和磁场 B 的洛伦兹力的作用，在靶材附近围绕磁力线做螺旋运动，因此电子的运动轨迹大大加长，从而与氩原子碰撞的几率也大大增加，通过碰撞产生更多的 Ar+轰击靶材，从而大大提高了溅射速率。二次电子在经过多次碰撞后能量逐渐降低，同时逐渐远离靶材，在电场 E 的作用下，沉积到基片上，由于此时电子的能量很低，避免了电子轰击基片使基片的温度升高。 1.2、磁控溅射的工作原理 ILC系列连续式ITO导电玻璃磁控溅射镀膜生产线 磁控溅射的特点 Click here to add your title 2 2.1、 磁控溅射技术的特点 1、可制备成靶材的各种材料均可作为薄膜材料，包括各种金属、半导体、铁磁材料，以及绝缘的氧化物、陶瓷、聚合物等物质； 2、磁控溅射可制备多种薄膜，不同功能的薄膜，还可沉积组分混合的混合物、化合物薄膜； 3、磁控溅射等离子体阻抗低，从而导致了高放电电流，在约500Ｖ的电压下放电电流可从1Ａ到100Ａ（取决于阴极的长度）； 4、成膜速率高，沉积速率变化范围可从1nm/s到10nm/s； 2.1、 磁控溅射技术的特点 5、成膜的一致性好，甚至是在数米长的阴极溅射的情况下，仍能保证膜层的一致性； 6、基板温升低，受到正交电场和磁场共同作用的电子，在能量基本耗尽时，才沉积到基片上，避免了基片的温度上升； 7、溅射出来的粒子能量约为几十电子伏特，成膜较为致密，且薄膜与基片的附着力强，薄膜的牢固度很强； 8、尤其适合大面积镀膜，沉积面积大膜层比较均匀。 2.1、 磁控溅射技术的特点 2.1、 磁控溅射技术的特点 磁控溅射镀膜成品展示 2.1、 磁控溅射技术的特点 美国磁控溅射镀膜 太阳膜 影响磁控溅射工艺稳定性的因素 3、影响磁控溅射工艺稳定性的因素 磁控溅射镀膜工艺中的薄膜厚度均匀性、薄膜的成膜质量、溅射速率等方面的问题是实际生产中十分关注的。影响这些工艺稳定性的因素主要有溅射功率、气体压力与氩气纯度、靶与基片的距离、磁场的强度与分布、基片的温度与清洁度等因素。了解并掌握这些因素可以帮助快速找到故障的原因及解决方法。 3、影响磁控溅射工艺稳定性的因素 1、溅射功率的影响 溅射功率的增加会提高膜厚的均匀性、溅射速率，随着溅射功率的增加，等离子体的面积增大，因此膜层的均匀性会提高。功率的增大，能提高氩气的电离度，增大溅射出的靶材原子数量，从而提高了溅射速率。而这些靶原子带有很高的能量淀积到基片上，因此能提高靶材原子与基片的附着力和薄膜的致密度。从而提高了薄膜的成膜质量。但是过高的功率会造成原子带有过高的能量轰击基片，二次电子也相应增多，这都会造成基片温度过高，会降低薄膜成膜质量与溅射速率。 3、影响磁控溅射工艺稳定性的因素 2、靶基距的影响 在靶基距较小时，薄膜质量较高、溅射速率比较高，但膜层均匀性很差。增大靶