高能脈沖磁控濺射技術(shù)介紹及特點(diǎn)：高能脈沖磁控濺射技術(shù)是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來(lái)產(chǎn)生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術(shù)。力學(xué)所引進(jìn)德國(guó)電源，與等離子體淹沒(méi)離子注入沉積方法相結(jié)合，形成一種新穎的成膜過(guò)程與質(zhì)量調(diào)控技術(shù)，是可應(yīng)用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術(shù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術(shù)復(fù)合，利用其高離化率和淹沒(méi)性的特點(diǎn)，通過(guò)成膜過(guò)程中入射粒子能量與分布的有效操控，實(shí)現(xiàn)高膜基結(jié)合力、高質(zhì)量、高均勻性薄膜的制備。同時(shí)結(jié)合全新的粒子能量與成膜過(guò)程反饋控制系統(tǒng)，開展高離化率等離子體發(fā)生、等離子體的時(shí)空演變及荷能粒子成膜物理過(guò)程控制等方面的研究與工程應(yīng)用。其中心技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已申請(qǐng)相關(guān)發(fā)明專利兩項(xiàng)。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)PVD沉積關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題的突破具有重大意義，有助于提升我國(guó)在表面工程加工領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。如在交通領(lǐng)域，該技術(shù)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機(jī)械加工領(lǐng)域，沉積先進(jìn)鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。相較于蒸發(fā)鍍膜，真空磁控濺射鍍膜的膜更均勻。云南脈沖磁控濺射技術(shù)
磁控濺射就是在外加電場(chǎng)的兩極之間引入一個(gè)磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)使得電子受到洛倫茲力的束縛作用，其運(yùn)動(dòng)路線受到控制，因此大幅度增加了電子與Ar分子（原子）碰撞的幾率，提高了氣體分子的電離程度，從而使濺射效率得到很大的提升。濺射現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來(lái)己被普遍應(yīng)用在多種薄膜的制備中，如制備金屬、半導(dǎo)體、合金、氧化物以及化合物半導(dǎo)體等。磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn):利用磁場(chǎng)與電場(chǎng)交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場(chǎng)作用下撞向靶面從而濺射出靶材。磁控濺射在技術(shù)上可以分為直流(DC)磁控濺射、中頻(MF)磁控濺射、射頻(RF)磁控濺射。河北磁控濺射處理交流磁控濺射和直流濺射相比交流磁控濺射采 用交流電源代替直流電源,解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。
磁控濺射設(shè)備的主要用途：（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(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。（2）裝飾領(lǐng)域的應(yīng)用，如各種全反射膜及半透明膜等，如手機(jī)外殼，鼠標(biāo)等。（3）在微電子領(lǐng)域作為一種非熱式鍍膜技術(shù)，主要應(yīng)用在化學(xué)氣相沉積或金屬有機(jī)。（4）化學(xué)氣相沉積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(xué)領(lǐng)域：中頻閉合場(chǎng)非平衡磁控濺射技術(shù)也已在光學(xué)薄膜、低輻射玻璃和透明導(dǎo)電玻璃等方面得到應(yīng)用。特別是透明導(dǎo)電玻璃普遍應(yīng)用于平板顯示器件、太陽(yáng)能電池、微波與射頻屏蔽裝置與器件、傳感器等。（6）在機(jī)械加工行業(yè)中，表面功能膜、超硬膜，自潤(rùn)滑薄膜的表面沉積技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)得到長(zhǎng)足發(fā)展，能有效的提高表面硬度、復(fù)合韌性、耐磨損性和抗高溫化學(xué)穩(wěn)定性能，從而大幅度地提高涂層產(chǎn)品的使用壽命。磁控濺射除上述已被大量應(yīng)用的領(lǐng)域，還在高溫超導(dǎo)薄膜、鐵電體薄膜、巨磁阻薄膜、薄膜發(fā)光材料、太陽(yáng)能電池、記憶合金薄膜研究方面發(fā)揮重要作用。
射頻磁控濺射，又稱射頻磁控濺射，是一種制備薄膜的工藝，特別是在使用非導(dǎo)電材料時(shí)，薄膜是在放置在真空室中的基板上生長(zhǎng)的。強(qiáng)大的磁鐵用于電離目標(biāo)材料，并促使其以薄膜的形式沉淀在基板上。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過(guò)程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。然后空氣被移除，目標(biāo)材料，即構(gòu)成薄膜的材料，以氣體的形式釋放到腔室中。這種材料的粒子通過(guò)使用強(qiáng)大的磁鐵被電離?，F(xiàn)在以等離子體的形式，帶負(fù)電荷的靶材料排列在基底上形成薄膜。薄膜的厚度范圍從幾個(gè)原子或分子到幾百個(gè)。磁鐵有助于加速薄膜的生長(zhǎng)，因?yàn)閷?duì)原子進(jìn)行磁化有助于增加目標(biāo)材料電離的百分比。電離原子更容易與薄膜工藝中涉及的其他粒子相互作用，因此更有可能在基底上沉積。這提高了薄膜工藝的效率，使它們能夠在較低的壓力下更快地生長(zhǎng)。磁控濺射又稱為高速低溫濺射。
用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便。這是因?yàn)榘校帢O），等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體（如陶瓷），則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容，這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小，同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜，因而難大規(guī)模采用。為解決此問(wèn)題，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射。就是用金屬靶，加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕狻．?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地，作為陽(yáng)極。上海平衡磁控濺射
直流二極濺射采用直流光放電，三極濺射采用熱陰極支撐光放電。云南脈沖磁控濺射技術(shù)
特殊濺射沉積技術(shù)：以上面幾種做基礎(chǔ)，為達(dá)到某些特殊目的而產(chǎn)生的濺射技術(shù)。1、反應(yīng)濺射：可分為兩類，第一種情況是靶為純金屬、合金或混合物，通入的氣體是反應(yīng)氣體，或Ar加上一部分反應(yīng)氣體；第二種情況是靶為化合物，在純氬氣氣氛中濺射產(chǎn)生分解，使膜內(nèi)缺少一種或多種靶成分，在濺射時(shí)需要補(bǔ)充反應(yīng)氣體以補(bǔ)償損失的成分。常用的反應(yīng)氣體有氧、氮、氧+氮、乙炔、甲烷等。1）反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)發(fā)生在表面--靶或基體上，活性氣體也可以形成活性基團(tuán)，濺射原子與活性基團(tuán)碰撞也會(huì)形成化合物沉積在基體上。當(dāng)通入的反應(yīng)氣體壓強(qiáng)很低，或靶的濺射產(chǎn)額很高時(shí)化合物的合成發(fā)生在基體上，而且化合物的成分取決于濺射粒子和反應(yīng)氣體到達(dá)基體的相對(duì)速度，這種條件下，靶面的化學(xué)反應(yīng)消失或者是化合物分解的速度遠(yuǎn)大于合成的速度；當(dāng)氣體壓強(qiáng)繼續(xù)升高，或?yàn)R射產(chǎn)額降低時(shí)化合反應(yīng)達(dá)到某個(gè)域值，此后在靶上的化學(xué)合成速度大于逸出速度，認(rèn)為化合物在靶面進(jìn)行。云南脈沖磁控濺射技術(shù)
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