磁控濺射的種類有哪些？

　　磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對（duì）象。但有一共同（tóng）點（diǎn）：利用磁場與電場交（jiāo）互作用，使電子在靶表麵附近成螺旋狀運行（háng），從而增大電子撞擊氬氣產（chǎn）生離（lí）子的概率。所產（chǎn）生的（de）離子在電場作用下撞向靶麵（miàn）從而濺射出靶材。
　　靶源分（fèn）平衡（héng）式和非（fēi）平衡式，平衡式靶源鍍膜均勻，非平（píng）衡（héng）式靶源鍍膜膜層和基體結合（hé）力強。平衡靶源多用於半導體光學膜，非平（píng）衡多用於磨（mó）損裝飾膜。磁控陰極按（àn）照（zhào）磁場位形分布不同，大致可分為平衡態磁控陰極和非平衡態磁控陰極。平衡態磁控陰極內外磁鋼的磁通量大致相等，兩極磁力線閉合於靶麵，很好地將電子/等離子體約束在靶麵附近，增加了（le）碰撞（zhuàng）幾率，提（tí）高了離化效率，因而在（zài）較低的工（gōng）作（zuò）氣壓和電壓下就能起輝並維持輝光（guāng）放電，靶材利用率相對較高。但由（yóu）於（yú）電子沿（yán）磁（cí）力線運動主要閉合於靶麵，基片區域所受離子轟擊較小。非平衡（héng）磁控濺射技術，即讓磁控（kòng）陰極（jí）外磁極磁通大於內磁極，兩極磁力線在靶麵不完全閉合，部（bù）分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區域，從而部分電子可以沿著磁力線擴展（zhǎn）到基片，增加基片區域的等離子體密（mì）度和氣體電離率。不管平衡還是非平衡，若磁鐵靜止，其磁場特性決定了一般靶材利用率小於30%。為增大（dà）靶材利用（yòng）率，可采用旋轉磁場。但旋轉磁（cí）場需要旋轉機構，同（tóng）時濺射速率要（yào）減小。旋轉磁場多用（yòng）於大（dà）型或貴（guì）重靶，如半導體膜濺射。對（duì）於小型設備和（hé）一般工業設備，多用磁場靜止靶源。
　　用磁控靶源（yuán）濺射金屬和合金很容易，點火（huǒ）和濺射很方便。這是因（yīn）為靶（陰極），等離子體和被濺零（líng）件/真空腔體可形成回路（lù）。但若濺（jiàn）射（shè）絕緣體（如陶瓷），則（zé）回路斷了。於是人們采用（yòng）高頻電源，回路中加入很（hěn）強的電容，這（zhè）樣（yàng）在絕緣回路中靶材成了一個電容。但高頻磁控濺射電源昂貴（guì），濺（jiàn）射速率很小，同時接地技術很複雜，因而（ér）難大規模采用。為解決此問題（tí），發明了磁（cí）控反應濺射（shè）。就是用金屬靶，加入氬氣和反應氣體如氮氣或氧氣。當金屬靶材撞向零件時由於能量轉（zhuǎn）化，與反應氣體化合生成氮化物或氧化物（wù）。
　　磁控反應濺射（shè）絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問（wèn）題是反（fǎn）應不光（guāng）發生在零件表麵，也發生在陽極，真（zhēn）空腔體表麵以及靶源表麵，從而（ér）引起滅火，靶源和工件表麵起（qǐ）弧等。德國萊寶發明的孿生靶源技術，很好的解決了這個問題。其原理（lǐ）是一對靶（bǎ）源互相為陰陽極，從而消除陽極表麵氧化或氮化。
　　冷卻是一（yī）切源（yuán）（磁控，多弧，離子）所必需，因為能量（liàng）很大一部分轉為熱量（liàng），若無冷卻或冷卻不足，這種熱量將使靶源溫度（dù）達一（yī）千度以（yǐ）上從而溶化整個靶源。
　　標簽：磁控濺射（shè）