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磁控溅射靶材

发表时间 :2020-08-07

溅射镀膜是用荷能粒子轰击固体靶材,使靶材原子溅射出来并沉积到基体表面形成薄膜的镀膜技术。1852 年 Grove 在实验室发现了阴极溅射现象, 被公认为是真空溅射镀膜的开始。从目前来看,磁控溅射技术的发展前景十分可观,靶材温升慢、沉积速率高两大显著特点被广泛应用于各种材料薄膜的制备, 有关磁控溅射各个过程的物理机制研究也显得越来越重要  。靶材作为真空镀膜中的主要消耗部件, 其特性直接关系到薄膜质量以及镀膜的成本,故如何改进靶材性能,提高靶材的利用率成为真空镀膜生产中亟需解决的难题 。本文在介绍磁控溅射原理的基础上,从结构设计与优化的最新研究进展分析, 同时提出未来磁控溅射技术的发展方向.


其中基体与靶材平行相对,靶材接负电位,故基体相对于靶材处于正电位。在正负两极中引入磁场,电子受电场和磁场的共同影响,在洛伦兹力 F=e(v×B)的作用下成摆线运动,进而增加了电子和惰性气体碰撞的概率, 导致氩原子的离化率大大提高,入射靶面的 Ar + 密度逐渐增加,提高了溅射速率。 被溅射出来的中性原子由于不受电场和磁场的限制,飞向基板并在基板上形成薄膜。磁控溅射被应用到很多工业领域, 尤其在大面积平板玻璃中的应用更为广泛。


磁控溅射技术由于其显著的优点成为工业镀膜的主导力量, 目前磁控溅射技术与计算机技术的结合已成为研究趋势, 采用计算机模拟不仅降低了研究成本,也可以直观地观察镀膜的相关物理过程,对实际生产具有重要的指导意义。


在未来的研究领域中,磁控溅射技术与表面工程技术、机械工程等技术的结合成为必然趋势, 如何从结构改良和表面处理着手来提高靶材表面材料特性, 增加换热效果, 提高靶材利用率以及有效提高生产线换靶效率成为未来研究的方向。


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