磁控溅射报告.ppt

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1、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01020304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011.1、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

2、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

3、，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

4、、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Clickheretoaddyourtitle22.1、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

5、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

6、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

7、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。增大靶基距，薄膜质量与溅射速率会减低，膜层均匀性会提高，因此合适的靶基距是保证工艺稳定性的重要因

8、素。3、影响磁控溅射工艺稳定性的因素3、气体压力与氩气的影响在气体压力很低的情况下，可以电离的氩气很少，轰击靶材的Ar+也很少，因此溅射速率很低，甚至可能无法起辉。随着气体压力的增大，氩气的浓度增大，被溅射出的靶材原子在飞向基片的过程中，与这些气体碰撞的几率变大，靶材原子的分布变得均匀，从而能提高膜层的均匀性。同时Ar+密度随着氩气浓度增大而增大，溅射出来的靶原子也会增加，从而增大了溅射速率。但是气体压力过大会降低溅射速率与成膜质量，因为过大的气体压力会增大靶材原子与