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發布時間:2020-08-13 16:16  






直流磁控濺射技術
為了解決陰極濺射的缺陷,人們在20世紀開發出了直流磁控濺射技術,它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點,因而獲得了迅速發展和廣泛應用。其原理是:在磁控濺射中,由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力,它們的運動軌跡會發生彎曲甚至產生螺旋運動,其運動路徑變長,因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數,使等離子體密度增大,從而磁控濺射速率得到很大的提高,而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作,降低薄膜污染的傾向;另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量,因而可以在很大程度上改善薄膜的質量。同時,經過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時,已變成低能電子,從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜,而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產生顯著的不均勻刻蝕,導致靶材利用率低,一般僅為20%-30%。在這種級聯過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量,離開靶被濺射出來。
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磁控濺射鍍膜機
由于ITO 薄膜的導電屬于n 型半導體性質,即其導電機制為還原態In2O3 放出兩個電子,成為氧空穴載流子和In3 ,被固溶的四價摻錫置換后放出一個電子成為電子載流子。顯然,不論哪一種導電機制,載流子密度均與濺射成膜時的氧含量有很大關系。隨著氧含量的增加,當膜的組分接近化學配比時,遷移率有所增加,但卻使載流子密度有所減少。這兩種效應的綜合結果是膜的光電性能隨氧含量的變化呈極值現象。對應極值的氧含量直接決定著“工藝窗口”的寬窄,它與成膜時的基底溫度、氣流量及膜的沉積速率等參數有關。新技術、新設備、新工藝公司新開發的磁控、蒸發多用鍍膜機,配用改進型高真空抽氣系統及全自動控制系統,抽速快、效率高、操作簡單、工作可靠。為便于控制氧含量,我們采用混合比為85∶15 的氧混合氣代替純氧,氣體噴孔的設計保證了基底各處氧分子流場的均勻性。
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磁控濺射鍍膜機工藝
(1)技術方案 磁控濺射鍍光學膜,有以下三種技術路線: (a)陶瓷靶濺射:靶材采用金屬化合物靶材,可以直接沉積各種氧化物或者氮化物,有時候為了得到更高的膜層純度,也需要通入一定量反應氣體); (b)反應濺射:靶材采用金屬或非金屬靶,通入稀有和反應氣體的混合氣體,進行濺射沉積各種化合物膜層。 (c)離子輔助沉積:先沉積一層很薄的金屬或非金屬層,然后再引入反應氣體離子源,將膜層進行氧化或者氮化等。 采用以上三種技術方案,在濺射沉積光學膜時,都會存在靶zhong毒現象,從而導致膜層沉積速度非常慢,對于上節介紹各種光學膜來說,膜層厚度較厚,膜層總厚度可達數百納米。這種沉積速度顯然增加了鍍膜成本,從而限制了磁控濺射鍍膜在光學上的應用。不是,在生產中最不希望出現設備故障,把日常維護保養和定期維護保養都做好了,不僅延長了設備的使用壽命,還減少了運行故障,提高生產效率。
(2)新型反應濺射技術 筆者對現有反應濺射技術方案進行了改進,開發出新的反應濺射技術,解決了鍍膜沉積速度問題,同時膜層的純度達到光學級別要求。表2.1是采用新型反應濺射沉積技術,膜層沉積速度對比情況。
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磁控濺射鍍膜機的優勢
1.實用性:設備集成度高,結構緊湊,占地面積小,可以滿足客戶實驗室空間不足的苛刻條件;通過更換設備上下法蘭可以實現磁控與蒸發功能的轉換,實現一機多用;
2.方便性:設備需要拆卸的部分均采用即插即用的方式,接線及安裝調試簡單,既保證了設備使用方便又保證了設備的整潔;
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