直流磁控濺射技術(shù)

為了解決陰極濺射的缺陷，人們?cè)?0世紀(jì)開發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù)，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(diǎn)，因而獲得了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。其原理是：在磁控濺射中，由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)路徑變長(zhǎng)，因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù)，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(zhì)量。同時(shí)，經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，已變成低能電子，從而不會(huì)使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是不能制備絕緣體膜，而且磁控電極中采用的不均勻磁場(chǎng)會(huì)使靶材產(chǎn)生顯著的不均勻刻蝕，導(dǎo)致靶材利用率低，一般僅為20%-30%。在這種級(jí)聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量，離開靶被濺射出來。

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磁控濺射鍍膜機(jī)

由于ITO 薄膜的導(dǎo)電屬于n 型半導(dǎo)體性質(zhì),即其導(dǎo)電機(jī)制為還原態(tài)In2O3 放出兩個(gè)電子,成為氧空穴載流子和In3 ,被固溶的四價(jià)摻錫置換后放出一個(gè)電子成為電子載流子。顯然,不論哪一種導(dǎo)電機(jī)制,載流子密度均與濺射成膜時(shí)的氧含量有很大關(guān)系。隨著氧含量的增加,當(dāng)膜的組分接近化學(xué)配比時(shí),遷移率有所增加,但卻使載流子密度有所減少。這兩種效應(yīng)的綜合結(jié)果是膜的光電性能隨氧含量的變化呈極值現(xiàn)象。對(duì)應(yīng)極值的氧含量直接決定著“工藝窗口”的寬窄,它與成膜時(shí)的基底溫度、氣流量及膜的沉積速率等參數(shù)有關(guān)。新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝公司新開發(fā)的磁控、蒸發(fā)多用鍍膜機(jī)，配用改進(jìn)型高真空抽氣系統(tǒng)及全自動(dòng)控制系統(tǒng)，抽速快、效率高、操作簡(jiǎn)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(shè)計(jì)保證了基底各處氧分子流場(chǎng)的均勻性。

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磁控濺射鍍膜機(jī)工藝

（1）技術(shù)方案 磁控濺射鍍光學(xué)膜，有以下三種技術(shù)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(shí)候?yàn)榱说玫礁叩哪蛹兌?，也需要通入一定量反?yīng)氣體）； （b）反應(yīng)濺射：靶材采用金屬或非金屬靶，通入稀有和反應(yīng)氣體的混合氣體，進(jìn)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(yīng)氣體離子源，將膜層進(jìn)行氧化或者氮化等。 采用以上三種技術(shù)方案，在濺射沉積光學(xué)膜時(shí)，都會(huì)存在靶zhong毒現(xiàn)象，從而導(dǎo)致膜層沉積速度非常慢，對(duì)于上節(jié)介紹各種光學(xué)膜來說，膜層厚度較厚，膜層總厚度可達(dá)數(shù)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(xué)上的應(yīng)用。不是，在生產(chǎn)中最不希望出現(xiàn)設(shè)備故障，把日常維護(hù)保養(yǎng)和定期維護(hù)保養(yǎng)都做好了，不僅延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，還減少了運(yùn)行故障，提高生產(chǎn)效率。

（2）新型反應(yīng)濺射技術(shù) 筆者對(duì)現(xiàn)有反應(yīng)濺射技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出新的反應(yīng)濺射技術(shù)，解決了鍍膜沉積速度問題，同時(shí)膜層的純度達(dá)到光學(xué)級(jí)別要求。表2.1是采用新型反應(yīng)濺射沉積技術(shù)，膜層沉積速度對(duì)比情況。

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磁控濺射鍍膜機(jī)的優(yōu)勢(shì)

1.實(shí)用性：設(shè)備集成度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，可以滿足客戶實(shí)驗(yàn)室空間不足的苛刻條件；通過更換設(shè)備上下法蘭可以實(shí)現(xiàn)磁控與蒸發(fā)功能的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用；

2.方便性：設(shè)備需要拆卸的部分均采用即插即用的方式，接線及安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，既保證了設(shè)備使用方便又保證了設(shè)備的整潔；

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