磁控溅射靶材镀膜详解篇 - 鑫康靶材

2021.5.10更新磁控溅射靶材镀膜详解篇

磁控溅射靶材镀膜概述

磁控溅射是一种物理气相沉积（PVD）工艺，是制造半导体，磁盘驱动器，CD和光学设备的主要薄膜沉积方法。磁控溅射具有高速，低温，低损伤的优点。在本文中，让我们看一下磁控溅射镀膜方法的定义，工作原理和应用。

磁控溅射靶材镀膜的定义

溅射沉积是将溅射材料的颗粒溅射出来并沉积在基板上以形成薄膜的过程。由于离子是带电粒子，因此我们可以添加磁场以控制其速度和行为。这就是它的名称“磁控溅射”的来历。

磁控溅射靶材的特点

第一个获得专利的磁控溅射源是1974年由John S. Chapin发明的平面磁控溅射源。当时，尽管常规的二极管溅射可以沉积到原子级的极薄薄膜，但其溅射速度很慢，而且溅射速度也很慢。仅适用于小面积涂料。此外，对基板的轰击还会导致过热或损坏要涂覆的物体。

磁控溅射沉积使用负阴极后的电子将电子捕获在带负电的靶材上。带电粒子上的磁场约束会增加等离子体密度，从而加快沉积速度。

磁控溅射靶材镀膜的工作原理

在几百到几千电子伏特的电场作用下，等离子体被加速并获得足够的力来轰击阴极，从而使固体溅射靶的原子以典型的视距余弦分布射出 。这些原子将在基板表面凝结形成薄膜。

磁控溅射源的类型

磁控溅射源分为平衡和不平衡两种。平衡磁控溅射源的涂层是均匀的，并且不平衡磁控溅射源的涂层具有很强的结合力。平衡型主要用于半导体光学膜，非平衡型主要用于耐磨装饰膜。

磁控溅射材料

平面靶和旋转靶是常见的磁控溅射阴极。这两种溅射靶的优缺点并不明显，但它们的应用领域却有所不同。平面磁控管在大型系统中是首选的，在大型系统中，基材线性扫描经过某种类型的传送带或载体上的目标。旋转溅射磁控管更常见于小批量生产系统或单晶圆站。

磁控溅射靶材镀膜的应用

• • 各种功能性薄膜：具有特殊功能（例如吸收，透射，反射，折射和偏振）的薄膜。例如，用于提高太阳能电池的光电转换效率的低温沉积氮化硅抗反射膜。
• • 在装饰领域的应用，例如各种全反射膜和半透明膜，手机外壳和鼠标。
• • 在微电子学领域，它可以用作非热涂覆技术，主要用于化学气相沉积（CVD）中，以获得大面积的均匀膜。
• • 光学领域：IF封闭场不平衡磁控溅射技术已应用于光学膜（例如减反射膜），低辐射率玻璃和透明导电玻璃中。
• • 自机加工以来，表面功能膜，超硬膜和自润滑膜的表面沉积技术得到了极大的发展。这些薄膜可以有效提高表面硬度，复合材料韧性，耐磨性以及高温化学稳定性和涂层产品的使用寿命。

除上述领域外，磁控溅射在高温超导薄膜，铁电薄膜，巨磁阻薄膜，薄膜发光材料，太阳能电池和记忆合金薄膜的研究中也起着重要作用。