真空磁控濺射為什么必須在真空環境？濺射過程是通過電能，使氣體的離子轟擊靶材，就像磚頭砸土墻，土墻的部分原子濺射出來，落在所要鍍膜的基體上的過程。如果氣體太多，氣體離子在運行到靶材的過程中，很容易跟路程中的其他氣體離子或分子碰撞，這樣就不能加速，也濺射不出靶材原子來。所以需要真空狀態。而如果氣體太少，氣體分子不能成為離子，沒有很多可以轟擊靶材，所以也不行。只能選擇中間值，有足夠的氣體離子可以轟擊靶材，而在轟擊過程中，不至于因為氣體太多而相互碰撞致使失去太多的能量的氣體量。所以必須在較為恒定的真空狀態下。此狀態根據氣體分子直徑和分子自由程計算。一般在0.2-0.5Pa之間。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁。天津磁控濺射哪家好

磁控濺射的濺射技術：直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠將從離子轟擊過程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導體材料。因為轟擊絕緣靶材時，表面的離子電荷無法中和，這將導致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機會將變小，甚至不能電離，導致不能連續放電甚至放電停止，濺射停止。故對于絕緣靶材或導電性很差的非金屬靶材，須用射頻濺射法。濺射過程中涉及到復雜的散射過程和多種能量傳遞過程：入射粒子與靶材原子發生彈性碰撞，入射粒子的一部分動能會傳給靶材原子；某些靶材原子的動能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢壘，從而從晶格點陣中被碰撞出來，產生離位原子；這些離位原子進一步和附近的原子依次反復碰撞，產生碰撞級聯；當這種碰撞級聯到達靶材表面時，如果靠近靶材表面的原子的動能大于表面結合能，這些原子就會從靶材表面脫離從而進入真空。深圳雙靶磁控濺射技術濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好。

高能脈沖磁控濺射技術介紹及特點：高能脈沖磁控濺射技術是利用較高的脈沖峰值功率和較低的脈沖占空比來產生高濺射金屬離化率的一種磁控濺射技術。力學所引進德國電源，與等離子體淹沒離子注入沉積方法相結合，形成一種新穎的成膜過程與質量調控技術，是可應用于大型矩形靶的離化率可控磁控濺射新技術，填補了國內在該方向的研究空白。將高能沖擊磁控濺射與高壓脈沖偏壓技術復合，利用其高離化率和淹沒性的特點，通過成膜過程中入射粒子能量與分布的有效操控，實現高膜基結合力、高質量、高均勻性薄膜的制備。同時結合全新的粒子能量與成膜過程反饋控制系統，開展高離化率等離子體發生、等離子體的時空演變及荷能粒子成膜物理過程控制等方面的研究與工程應用。其中心技術具有自主知識產權，已申請相關發明專利兩項。該項技術對實現PVD沉積關鍵瓶頸問題的突破具有重大意義，有助于提升我國在表面工程加工領域的國際競爭力。如在交通領域，該技術用于汽車發動機三部件，可降低摩擦25%，減少油耗3%；機械加工領域，沉積先進鍍層可使刀具壽命提高2～10倍，加工速度提高30-70%。

真空磁控濺射技術：真空磁控濺射技術是指一種利用陰極表面配合的磁場形成電子陷阱，使在E×B的作用下電子緊貼陰極表面飄移。設置一個與靶面電場正交的磁場，濺射時產生的快電子在正交的電磁場中作近似擺線運動，增加了電子行程，提高了氣體的離化率，同時高能量粒子與氣體碰撞后失去能量，基體溫度較低，在不耐溫材料上可以完成鍍膜。這種技術是玻璃膜技術中的較較好技術，是由航天工業、兵器工業、和核工業三個方面相結合的較好技術的民用化，民用主要是通過這種技術達到節能、環保等作用。用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點火和濺射很方便。

磁控濺射的工藝研究：1、氣體環境：真空系統和工藝氣體系統共同控制著氣體環境。首先，真空泵將室體抽到一個高真空。然后，由工藝氣體系統充入工藝氣體，將氣體壓強降低到大約2X10-3torr。為了確保得到適當質量的同一膜層，工藝氣體必須使用純度為99.995%的高純氣體。在反應濺射中，在反應氣體中混合少量的惰性氣體可以提高濺射速率。2、氣體壓強：將氣體壓強降低到某一點可以提高離子的平均自由程、進而使更多的離子具有足夠的能量去撞擊陰極以便將粒子轟擊出來，也就是提高濺射速率。超過該點之后，由于參與碰撞的分子過少則會導致離化量減少，使得濺射速率發生下降。如果氣壓過低，等離子體就會熄滅同時濺射停止。提高氣體壓強可提高離化率，但是也就降低了濺射原子的平均自由程，這也可以降低濺射速率。能夠得到較大沉積速率的氣體壓強范圍非常狹窄。如果進行的是反應濺射，由于它會不斷消耗，所以為了維持均勻的沉積速率，必須按照適當的速度補充新的反應鍍渡。使用鉆頭的人射頻磁控濺射過程的第一步是將基片材料置于真空中真空室。河北直流磁控濺射平臺

磁鐵有助于加速薄膜的生長，因為對原子進行磁化有助于增加目標材料電離的百分比。天津磁控濺射哪家好

磁控濺射的種類：用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點火和濺射很方便。這是因為靶，等離子體和被濺零件/真空腔體可形成回路。但若濺射絕緣體，則回路斷了。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強的電容，這樣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，濺射速率很小，同時接地技術很復雜，因而難大規模采用。為解決此問題，發明了磁控反應濺射。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于能量轉化，與反應氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應濺射絕緣體看似容易，而實際操作困難。主要問題是反應不光發生在零件表面，也發生在陽極，真空腔體表面以及靶源表面，從而引起滅火，靶源和工件表面起弧等。德國萊寶發明的孿生靶源技術，很好的解決了這個問題。其原理是一對靶源互相為陰陽極，從而消除陽極表面氧化或氮化。冷卻是一切源所必需，因為能量很大一部分轉為熱量，若無冷卻或冷卻不足，這種熱量將使靶源溫度達一千度以上從而溶化整個靶源。天津磁控濺射哪家好