物理氣相沉積ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-30 22:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輝光放電產(chǎn)生離子 濺射氣體 Ar 直流二極濺射 這種裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。 缺點(diǎn)有： 因工作壓力較高 , 膜層有沾污；沉積速率低， 不能鍍 10μm以上的膜厚；由于大量二次電子 直接轟擊基片使基片溫升過高。 （ 2）三極濺射 三極濺射是在二極濺射的裝置上附加一個(gè)電極 — 熱陰極，發(fā)射熱電子，熱電子在電場(chǎng)吸引下穿過靶與基極間的等離子體區(qū)，使熱電子強(qiáng)化放電，它既能使濺射速率有所提高，又能使濺射工況的控制更為方便。這樣，濺射速率提高，由于沉積真空度提高，鍍層質(zhì)量得到改善。 （ 3）磁控濺射 磁控濺射是 70年代迅速發(fā)展起來的新型濺射技術(shù)。 其特點(diǎn)是在陰極靶面上建立一個(gè)環(huán)狀磁靶， 以控制二次電子的運(yùn)動(dòng)，離子轟擊靶面所產(chǎn)生 的二次電子在電磁場(chǎng)作用下，被壓縮在近靶面 作回旋運(yùn)動(dòng)，延長(zhǎng)了到達(dá)陽極的路程，大大提 高了與氣體原子的碰撞概率，因而提高濺射率。 磁控濺射目前已在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用。這是由于磁控濺射 的鍍膜速率與二極濺射相比提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。具有沉積速 率、基片的溫升低、對(duì)膜層的損傷小等優(yōu)點(diǎn)。 1974年 Chapin發(fā)明了適用于工業(yè)應(yīng)用的平面磁控濺射 靶，對(duì)進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域起了推動(dòng)作用。 （ 4）反應(yīng)濺射 在陰極濺射中，真空槽中需要充入氣體作為媒 介，使輝光放電得以啟動(dòng)和維持。 最常用的氣體是氬氣。如果在通入的氣體中摻入 易與靶材發(fā)生反應(yīng)的氣體（如 O2， N2等），因而 能沉積制得靶材的化合物膜（如靶材氧化物，氮化 物等化合物薄膜）。 其實(shí)際裝置，除為了混合氣體需設(shè)置兩個(gè)氣體引 入口以及將基片加熱到 500℃ 以外，與兩極濺射和 射頻濺射無多大差別。 濺射是物理氣相沉積技術(shù)中最容易控制合金成分 的方法。 二、濺射鍍膜的特點(diǎn) 與真空蒸鍍法相比，有如下特點(diǎn)： ①結(jié)合力高； ②容易得到高熔點(diǎn)物質(zhì)的膜； ③可以在較大面積上得到均一的薄膜； ④容易控制膜的組成； ⑤可以長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)； ⑥有良好的再現(xiàn)性； ⑦幾乎可制造一切物質(zhì)的薄膜。 三、濺射的用途 濺射薄膜按其不同的功能和應(yīng)用可大致分為機(jī)械 功能膜和物理功能膜兩大類。 前者包括耐摩、減摩、耐熱、抗蝕等表面強(qiáng)化薄膜 材料、固體潤(rùn)滑薄膜材料； 后者包括電、磁、聲、光等功能薄膜材料等。 采用 Cr， CrCrN等合金 靶或鑲嵌靶，在 N2, CH4等氣氛中進(jìn)行反應(yīng)濺射鍍 膜，可以在各種工件 上鍍 Cr,CrC,CrN等鍍層。 純 Cr的顯微硬度為 425～ 840HV， CrN為 1000～ 350OHV，不僅硬 度高且摩擦系數(shù)小，可 代替水溶液電鍍鉻。 電鍍會(huì)使鋼發(fā)生氫脆、速率 慢，而且會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污 染問題。 用 TiN， TiC等超硬鍍層涂覆刀具、模具等表面，摩 擦系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有優(yōu)良的耐熱、耐 磨、抗氧化、耐沖擊等性能，既可以提高刀具、模 具等的工作特性，又可以提高使用壽命，一般可使 刀具壽命提高 3～ 10倍。 TiN， TiC， Al2O3等膜層化學(xué)性能穩(wěn)定，在許多 介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，可
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