真空鍍膜機(jī)的工作原理是什么(有哪些優(yōu)點(diǎn))
發(fā)布日期:2022-08-15
真空鍍膜機(jī)是真空應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要方面,它是以真空技能為基礎(chǔ),使用物理或化學(xué)辦法,吸收離子合作磁控以及射頻等一系列技能手段,為科學(xué)研究和實(shí)踐出產(chǎn)供給薄膜制備的一種新工藝。簡略地說,在真空中把金屬、合金或化合物進(jìn)行蒸騰或?yàn)R射,使其在被涂覆的物體上凝結(jié)并堆積的辦法,稱為真空鍍膜。它已廣泛地應(yīng)用于光學(xué)、電子學(xué)、能源開發(fā),理化儀器、建筑機(jī)械、包裝、民用制品、外表科學(xué)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域中。
真空鍍膜機(jī)的工作原理
真空鍍膜機(jī)分為兩大類,即物理氣相堆積(PVD)技能和化學(xué)氣相堆積(CVD)技能。簡易區(qū)分便是薄膜是否通過化學(xué)反應(yīng)生成,是的話CVD,反之PVD。如下簡介完成的辦法:
真空鍍膜機(jī)的工作流程簡略來說便是電子在電場的效果下加快飛向基片的進(jìn)程中與氬原子發(fā)生磕碰,電離出很多的氬離子和電子,電子飛向基片.氬離子在電場的效果下加快轟擊靶材,濺射出很多的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)堆積在基片上成膜.
但在實(shí)踐輝光放電直流濺射體系中,自持放電很難在低于1.3Pa的條件下保持,這是因?yàn)樵谶@種條件下沒有足夠的離化磕碰.因此在低于1.3~2.7Pa壓強(qiáng)下運(yùn)行的濺射體系進(jìn)步離化磕碰就顯得尤為重要.進(jìn)步離化磕碰的辦法要么靠額外的電子源來供給,而不是靠陰極發(fā)射出來的二次電子;要么便是使用高頻放電設(shè)備或許施加磁場的方法進(jìn)步已有電子的離化效率.
事實(shí)上,真空鍍膜機(jī)中二次電子在加快飛向基片的進(jìn)程中遭到磁場洛侖磁力的影響,被捆綁在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,二次電子在磁場的效果下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng),該電子的運(yùn)動(dòng)途徑很長,在運(yùn)動(dòng)進(jìn)程中不斷的與氬原子發(fā)生磕碰電離出很多的氬離子轟擊靶材,通過屢次磕碰后電子的能量逐漸降低,脫節(jié)磁力線的捆綁,遠(yuǎn)離靶材,Z終堆積在基片上.
真空鍍膜機(jī)便是以磁場捆綁而延伸電子的運(yùn)動(dòng)途徑,改動(dòng)電子的運(yùn)動(dòng)方向,進(jìn)步作業(yè)氣體的電離率和有用使用電子的能量.電子的歸宿不僅僅是基片,真空室內(nèi)壁及靶源陽極也是電子歸宿,因?yàn)橐话慊c真空室及陽極在同一電勢.磁場與電場的交互效果(EXB drift)使單個(gè)電子軌道呈三維螺旋狀,而不是僅僅在靶面圓周運(yùn)動(dòng).
蒸騰鍍的物理進(jìn)程包含:堆積材料蒸騰或升華為氣態(tài)粒子→氣態(tài)粒子快速從蒸騰源向基片外表輸送→氣態(tài)粒子附著在基片外表形核、長大成固體薄膜→薄膜原子重構(gòu)或發(fā)生化學(xué)鍵合。
真空度:P≤10-3 Pa基片間隔(相對于蒸騰源):10~50 cm