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磁控濺射介紹

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由于被濺射原子是與具有數十電子伏特能量的正離子交換動能后飛濺出來的，因而濺射出來的原子能量高，有利于提高沉積時原子的擴散能力，提高沉積組織的致密程度，使制出的薄膜與基片具有強的附著力。

濺射時，氣體被電離之后，氣體離子在電場作用下飛向接陰極的靶材，電子則飛向接地的壁腔和基片。這樣在低電壓和低氣壓下，產生的離子數目少，靶材濺射效率低；6×10Pa（短時間暴露大氣并充干燥氮氣后開始抽氣）鍍膜方式：磁控靶為直靶，向下濺射成膜。而在高電壓和高氣壓下，盡管可以產生較多的離子，但飛向基片的電子攜帶的能量高，容易使基片發熱甚至發生二次濺射，影響制膜質量。另外，靶材原子在飛向基片的過程中與氣體分子的碰撞幾率也大為增加，因而被散射到整個腔體，既會造成靶材浪費，又會在制備多層膜時造成各層的污染。

磁控濺射設備的主要用途

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（1）各種功能性薄膜：如具有吸收、透射、反射、折射、偏光等作用的薄膜。例如，低溫沉積氮化硅減反射膜，以提高太陽能電池的光電轉換效率。

（2）裝飾領域的應用，如各種全反射膜及半透明膜等，如手機外殼，鼠標等。

（3） 在微電子領域作為一種非熱式鍍膜技術，主要應用在化學氣相沉積（CVD）或金屬有機

（4）化學氣相沉積（CVD）生長困難及不適用的材料薄膜沉積，而且可以獲得大面積非常均勻的薄膜。

（5） 在光學領域：中頻閉合場非平衡磁控濺射技術也已在光學薄膜（如增透膜）、低輻射玻璃和透明導電玻璃等方面得到應用。特別是透明導電玻璃廣泛應用于平板顯示器件、太陽能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。

（6）在機械加工行業中，表面功能膜、超硬膜，自潤滑薄膜的表面沉積技術自問世以來得到長足發展，能有效的提高表面硬度、復合韌性、耐磨損性和抗高溫化學穩定性能，從而大幅度地提高涂層產品的使用壽命。

磁控濺射除上述已被大量應用的領域，還在高溫超導薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發光材料、太陽能電池、記憶合金薄膜研究方面發揮重要作用。

磁控濺射鍍膜機的工作原理是什么？

磁控濺射原理：電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與原子發生碰撞，電離出大量的離子和電子，電子飛向基片。離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子（或分子）沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區域內，該區域內等離子體密度很高，二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動，該電子的運動路徑很長，在運動過程中不斷的與原子發生碰撞電離出大量的離子轟擊靶材，經過多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠離靶材，沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑，改變電子的運動方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不僅僅是基片，真空室內壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。磁場與電場的交互作用（ E X B drift）使單個電子軌跡呈三維螺旋狀，而不是僅僅在靶面圓周運動。至于靶面圓周型的濺射輪廓，那是靶源磁場磁力線呈圓周形狀形狀。磁力線分布方向不同會對成膜有很大關系。4Pa的氣場情況是濺射速率較高的情況，氣場變化，壓強變大和變小都會影響濺射速率。在E X B shift機理下工作的不光磁控濺射，多弧鍍靶源，離子源，等離子源等都在次原理下工作。所不同的是電場方向，電壓電流大小而已

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