非金属磁控溅射工艺

脉冲磁控溅射是采用矩形波电压的脉冲电源代替传统直流电源进行磁控溅射沉积。脉冲溅射可以有效地抑制电弧产生进而消除由此产生的薄膜缺陷，同时可以提高溅射沉积速率，降低沉积温度等一系列明显的优点，是溅射绝缘材料沉积的首先选择的工艺过程。高功率脉冲磁控溅射技术作为一种高离化率物理中气相沉积技术，可以明显提高薄膜结构可控性，进而获得优异的薄膜性能，对薄膜工业的发展有重要意义。近几年来，高功率脉冲磁控溅射技术在国内外研究领域和工业界受到了普遍关注和重视。对于大部分材料，只要能制成靶材，就可以实现溅射。非金属磁控溅射工艺

物相沉积技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，物相沉积是主要的表面处理技术之一。PVD镀膜技术主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。物相沉积的主要方法有：真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀膜、离子镀膜和分子束外延等。相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。随着沉积方法和技术的提升，物相沉积技术不只可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。物相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但30年迅速发展成为一门极具广阔应用前景的新技术，并向着环保型、清洁型趋势发展。在钟表行业，尤其是高级手表金属外观件的表面处理方面达到越来越为普遍的应用。云南单靶磁控溅射设备中频交流磁控溅射在单个阴极靶系统中，与脉冲磁控溅射有同样的释放电荷、防止打弧作用。

磁控溅射的优点：（1）基板有低温性。相对于二级溅射和热蒸发来说，磁控溅射加热少。（2）有很高的沉积率。可溅射钨、铝薄膜和反应溅射TiO2、ZrO2薄膜（3）环保工艺。磁控溅射镀膜法生产效率高，没有环境污染。（4）涂层很好的牢固性，溅射薄膜与基板，机械强度得到了改善，更好的附着力。（5）操作容易控制。镀膜过程，只要保持压强、电功率溅射条件稳定，就能获得比较稳定的沉积速率。（6）成膜均匀。溅射的薄膜密度普遍提高。（7）溅射的金属膜通常能获得良好的光学性能、电学性能及某些特殊性能。（8）溅射可连续工作，镀膜过程容易自动控制，工业上流水线作业。

磁控溅射的基本原理就是以磁场改变电子运动方向，束缚和延长运动路径，提高电子的电离概率和有效地利用了电子的能量。因此在形成高密度等离子体的异常辉光放电中，正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效，同时受正交电磁场的束缚的电子只能在其能量将要耗尽时才能沉积在基片上，这就是磁控溅射具有低温高速两大特点的机理。磁控溅射的特点是成膜速率高，基片温度低，膜的粘附性好，可实现大面积镀膜。该技术可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。磁控溅射方法可用于制备多种材料,如金属、半导体、绝缘子等。

磁控直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极，从而该方法只能溅射导体材料，不适于绝缘材料。因为轰击绝缘靶材时，表面的离子电荷无法中和，这将导致靶面电位升高，外加电压几乎都加在靶上，两极间的离子加速与电离的机会将变小，甚至不能电离，导致不能连续放电甚至放电停止，溅射停止。故对于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材，须用射频溅射法（RF）。溅射过程中涉及到复杂的散射过程和多种能量传递过程：入射粒子与靶材原子发生弹性碰撞，入射粒子的一部分动能会传给靶材原子；某些靶材原子的动能超过由其周围存在的其它原子所形成的势垒（对于金属是5-10eV），从而从晶格点阵中被碰撞出来，产生离位原子；这些离位原子进一步和附近的原子依次反复碰撞，产生碰撞级联；当这种碰撞级联到达靶材表面时，如果靠近靶材表面的原子的动能大于表面结合能（对于金属是1-6eV），这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。真空磁控溅射镀膜这种工艺可以沉积任何氧化物、碳化物以及氮化物材料的薄膜。贵州高温磁控溅射用处

高速率磁控溅射本质特点是产生大量的溅射粒子，导致较高的沉积速率。非金属磁控溅射工艺

磁控溅射技术是一门起源较早，但至今仍能够发挥很大作用的技术。它的优越性不只体现在镀膜方面，更渗透到各个行业领域。时至如今，我国的溅射技术水平较之以前有了很大的突破。随着时代进步和现代工业化生产需求，社会对磁控溅射工艺的要求也越来越高，这就需要广大科研人员不断深入探究，对这项技术进行进一步研究和改良，增强其精度和功能，满足日益增长的现代工业需求，更好的为社会发展和科学进步贡献力量。广东省科学院半导体研究所。非金属磁控溅射工艺

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