磁控濺射是一種常用的薄膜制備技術(shù)，其操作流程主要包括以下幾個(gè)步驟：1.準(zhǔn)備工作：首先需要準(zhǔn)備好目標(biāo)材料、基底材料、磁控濺射設(shè)備和相關(guān)工具。2.清洗基底：將基底材料進(jìn)行清洗，以去除表面的雜質(zhì)和污染物，保證基底表面的平整度和光潔度。3.安裝目標(biāo)材料：將目標(biāo)材料固定在磁控濺射設(shè)備的靶材架上，并將靶材架安裝在濺射室內(nèi)。4.抽真空：將濺射室內(nèi)的空氣抽出，以達(dá)到高真空狀態(tài)，避免氣體分子對(duì)濺射過(guò)程的干擾。5.磁控濺射：通過(guò)加熱靶材，使其表面發(fā)生濺射，將目標(biāo)材料的原子或分子沉積在基底表面上，形成薄膜。6.結(jié)束濺射：當(dāng)目標(biāo)材料的濺射量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，停止加熱靶材，結(jié)束濺射過(guò)程。7.取出基底：將基底材料從濺射室內(nèi)取出，進(jìn)行后續(xù)處理，如退火、表面處理等?？傊?，磁控濺射的操作流程需要嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)，以保證薄膜的質(zhì)量和穩(wěn)定性磁控濺射是利用磁場(chǎng)束縛電子的運(yùn)動(dòng)，提高電子的離化率。江蘇單靶磁控濺射鍍膜
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所在反應(yīng)磁控濺射領(lǐng)域的工藝優(yōu)化成果 ，尤其在化合物薄膜制備中形成技術(shù)特色。針對(duì)傳統(tǒng)反應(yīng)濺射中靶材 “中毒” 導(dǎo)致的沉積速率驟降問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)采用脈沖磁控濺射技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化脈沖頻率與占空比，平衡了靶材濺射與表面反應(yīng)速率。以 Al?O?絕緣薄膜制備為例，通過(guò)精確控制磁控濺射的氧氣流量與濺射功率比例，使薄膜介電常數(shù)達(dá)到 9.2，漏電流密度低于 10?? A/cm2。該技術(shù)已成功應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的鈍化層制備，使器件擊穿電壓提升 20%，可靠性 增強(qiáng)。湖北平衡磁控濺射技術(shù)磁控濺射過(guò)程中，需要避免濺射過(guò)程中的放電和短路現(xiàn)象。
磁控濺射是一種常用的薄膜沉積技術(shù)，其工藝參數(shù)對(duì)沉積薄膜的影響主要包括以下幾個(gè)方面：1.濺射功率：濺射功率是指磁控濺射過(guò)程中靶材表面被轟擊的能量大小，它直接影響到薄膜的沉積速率和質(zhì)量。通常情況下，濺射功率越大，沉積速率越快，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致薄膜中的缺陷和雜質(zhì)增多。2.氣壓：氣壓是指磁控濺射過(guò)程中氣體環(huán)境的壓力大小，它對(duì)薄膜的成分和結(jié)構(gòu)有著重要的影響。在較高的氣壓下，氣體分子與靶材表面的碰撞頻率增加，從而促進(jìn)了薄膜的沉積速率和致密度，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致薄膜中的氣體含量增加。3.靶材種類和形狀：不同種類和形狀的靶材對(duì)沉積薄膜的成分和性質(zhì)有著不同的影響。例如，使用不同材料的靶材可以制備出具有不同化學(xué)成分的薄膜，而改變靶材的形狀則可以調(diào)節(jié)薄膜的厚度和形貌。4.濺射距離：濺射距離是指靶材表面到基底表面的距離，它對(duì)薄膜的成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都有著重要的影響。在較短的濺射距離下，薄膜的沉積速率和致密度都會(huì)增加，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致薄膜中的缺陷和雜質(zhì)增多。總之，磁控濺射的工藝參數(shù)對(duì)沉積薄膜的影響是多方面的，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)節(jié)
在光學(xué)薄膜制備領(lǐng)域，廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的射頻磁控濺射技術(shù)展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。針對(duì)非導(dǎo)電光學(xué)功能材料的沉積難題，團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了射頻電源參數(shù)與真空腔體環(huán)境，通過(guò)精確控制氬氣流量與濺射功率，在玻璃及柔性基底上實(shí)現(xiàn)了高透明度、低損耗薄膜的可控制備。該技術(shù)特別適用于深紫外發(fā)光器件的窗口層制備，通過(guò)調(diào)控磁控濺射的沉積溫度與靶基距，使薄膜吸收帶邊藍(lán)移量達(dá)到 20nm 以上，深紫外透射率提升至 85%。相關(guān)成果已應(yīng)用于 UV-LED 消毒設(shè)備， 提升了器件的光輸出效率。磁控濺射還可以精確控制薄膜的成分、厚度和結(jié)構(gòu)，使其適用于制造先進(jìn)的器件和材料。
高能脈沖磁控濺射技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用是該研究所的重點(diǎn)方向之一。其開(kāi)發(fā)的技術(shù)通過(guò)高脈沖峰值功率與低占空比的協(xié)同調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了濺射金屬離化率的 提升，并創(chuàng)新性地將脈沖電源與等離子體淹沒(méi)離子注入沉積方法結(jié)合，形成新型成膜質(zhì)量調(diào)控技術(shù)。該技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型矩形靶離化率可控濺射的空白，通過(guò)對(duì)入射粒子能量與分布的精細(xì)操控，制備的薄膜展現(xiàn)出高膜基結(jié)合力、高致密性與高均勻性的綜合優(yōu)勢(shì)。相關(guān)研究已申請(qǐng)兩項(xiàng)發(fā)明專利，為我國(guó)表面工程加工領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提升奠定了基礎(chǔ)。在磁控濺射過(guò)程中，離子的能量分布和通量可以被精確控制，這有助于優(yōu)化薄膜的生長(zhǎng)速度和質(zhì)量。深圳多層磁控濺射分類
磁控濺射具有高沉積速率、低溫處理、薄膜質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。江蘇單靶磁控濺射鍍膜
該研究所針對(duì)磁控濺射的薄膜應(yīng)力調(diào)控難題，提出了多參數(shù)協(xié)同優(yōu)化策略。通過(guò)調(diào)節(jié)磁控濺射的基片偏壓與沉積溫度，實(shí)現(xiàn)薄膜內(nèi)應(yīng)力從拉應(yīng)力向壓應(yīng)力的連續(xù)可調(diào) —— 當(dāng)基片偏壓從 0V 增至 - 200V 時(shí)，TiN 薄膜的壓應(yīng)力從 1GPa 提升至 5GPa；而適當(dāng)提高沉積溫度可緩解過(guò)高應(yīng)力導(dǎo)致的薄膜開(kāi)裂問(wèn)題。這種調(diào)控機(jī)制使薄膜應(yīng)力控制精度達(dá)到 ±0.2GPa，成功解決了厚膜沉積中的翹曲變形問(wèn)題，為功率電子器件的金屬化層制備提供了關(guān)鍵技術(shù)保障。在磁控濺射的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用拓展中，研究所與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)了建材用功能薄膜生產(chǎn)線。采用連續(xù)式磁控濺射設(shè)備，在浮法玻璃表面沉積低輻射薄膜，通過(guò)優(yōu)化靶材組合與濺射速度，使玻璃的紅外反射率達(dá)到 80% 以上，隔熱性能提升 40%。該生產(chǎn)線集成了在線厚度監(jiān)測(cè)與反饋控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)單機(jī)年產(chǎn)上百萬(wàn)平方米鍍膜玻璃，產(chǎn)品已應(yīng)用于綠色建筑項(xiàng)目。相較于傳統(tǒng)鍍膜技術(shù)，該磁控濺射工藝的能耗降低 25%，符合節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。江蘇單靶磁控濺射鍍膜
