磁控溅射镀膜技术的发展及应用分析

梁瑞记

[摘 要]本文综合分析了当前磁控溅射的镀膜技术发展情况，并对该项镀膜技术实践应用，进行了有效性地研究，以能够全面了解与掌握磁控溅射的镀膜技术，将磁控溅射的镀膜技术各项功能优势充分应用在相应的行业领域当中，为广大镀膜玻璃生产加工企业高质量、高标准、高效率地生产提供坚实地技术保证，促进镀膜玻璃生产加工企业迈向全新的发展征程，实现突破性发展。

[关键词]磁控溅射;镀膜;技术;发展;应用;分析;

前言：

磁控溅射，它属于一种物理的气相沉积技术，通常指处于特定真空环境之下所在辉光放电两级相互间引入的磁场，子会受到电厂束缚及加速作用后，靶材的表面受到氩离子的撞击，让靶原子逐渐飞到基板沉积成薄膜。该种镀膜技术，为一种低温、高速镀膜技术，它主要的应用优势在于：可实现多层的镀膜;磁控溅射膜层牢固、均匀，且种类较多。通过靶材的更换，还能够获取不同镀膜玻璃产品，如热反射类玻璃、低辐射类玻璃、导电类玻璃等。在一定程度上，通过磁控溅射的镀膜技术有效性应用，对于工业化的发展有着极大的促进作用。故为了能够进一步提高磁控溅射的镀膜技术水准，就需镀膜玻璃生产加工企业愈加重视该项镀膜技术，对磁控溅射的镀膜技术实际发展情况与应用实践，开展系统化地研究工作，以能够不断提高磁控溅射的镀膜技术水准。

1发展概况分析

1.1平衡式及非平衡式的磁控溅射

平衡式的磁控溅射，将较高外环强度性永磁体及芯部放置于靶材的背后，通过该磁场的有效利用来控制二次电子，让靶材表面能够沿着相应磁力线做出相应活动，将入射电子浓度有效提升，并将溅射所需的电压降低，大大提升膜层沉积的速率。但是对溅射的镀膜工件实际尺寸会起到一定的限制作用，平衡式的磁控溅射会被撞击而飞出该靶原子取得较低的能量及膜层的质量;非平衡式的磁控溅射，它主要通过设计磁场，把靶面等离子体有效延伸至靶材的面前300mm之内，该等离子体会保持着适当能量对基板进行轰击，对薄膜沉积起到辅助性作用，将膜层质量提高。非平衡式的磁控溅射主要应用的结构为芯部的磁场强度性<外环的磁场强度性，该磁力线处于不完全地闭合性回路状态，部分外环的磁力线逐渐引入基板的表面位置，导致等离子体实际能量到该基板的表面位置，不会在靶材表面限制，工作区域内离子的实际浓度增加，可生产加工出具有较强结合力、均匀性及致密性的膜层。独立非平衡式的磁控靶，通常会在极具复杂性的基板之上很难沉积均匀性良好的薄膜，电子缓慢向着该基板实施移动动作期间，伴随磁场实际强度性逐渐消退，部分电子会吸附至真空的室壁之上，以至于离子与电子浓度逐渐降低。那么，为了能够从根本上防止此类情况出现，多靶的非平衡式磁控溅射总系统，需依据该磁场实际分布情况，将其分成相邻磁极的相反闭合性磁场之下非平衡式磁控溅射、相邻磁极景象磁场相同的非平衡式磁控溅射。经过实践操作研究发现，多靶非平衡式磁控溅射总系统结构可制备出沉积速率最快、质量最高的膜层。如图1所示，为多靶非平衡式磁控溅射总系统架构。

1.2反应式磁控溅射

它通常指已被溅射靶原子，其与相应反应的气体之间产生一定化学反应，并在基板当中形成一种化合物的薄膜，可沉积各种化合物质，如氟化物、氧化物、碳化物等。它的應用优势在于可通过质量的流量计及监控设备等，快速地沉积化合物的薄膜。在镀膜玻璃的生产中，就采用了反应式磁控溅射生成所需的化合物，如制备氧化锌锡薄膜层，则需在靶位中安装锌锡合金靶材，通过合理配置工艺气氛，一般氩气与氧气从不同管道充入，氩气与氧气比例可优化为500SCCM：1000SCCM，通过实际生产应用，可稳定制备出高质量的氧化锌锡薄膜层，通过靶材功率控制与镀膜玻璃的走速控制，可达到精准的膜层厚度控制。

1.3脉冲式磁控溅射

脉冲式磁控溅射，它的电源是脉冲方波的电压，并不是传统直流的电源。若靶材是绝缘性材料，则可以应用该项技术来进行镀膜玻璃生产加工。脉冲通常分成单向与双向的脉冲。该双向的脉冲，是一个周期之内存在正负级电压。负极电压，该电源运行于靶材溅射，而正级电期间会引入到电子的中和靶面，将正电荷累积，所制备的镀膜玻璃表面干净。在该靶材之上脉冲的电压通常类似磁控溅射，该脉冲的磁控溅射一般是应用方波的脉冲波形，位于20-200kHz中频段，能够将异常的弧光放电情况消除，将靶材放电时间控制在合理范围之内，确保该靶材不会出现中毒或电弧放电情况。

在镀膜玻璃实际的生产应用中，我们会用到AZO陶瓷靶材，由于其致密度高所以具有较强的抗氧化性，在镀膜玻璃生产是具有创新性的应用。但由于其导电性不良，使用过程容易打火放电，解决方法就是使用脉冲电源，实际生产应用中，脉冲电源可使AZO靶溅射状态稳定，有效抑制打弧放电的情况，使膜层镀膜更加稳定。

2.实践应用研究

磁控溅射，它是当前薄膜沉积最为先进的一项技术。磁控溅射的镀膜技术不断进步发展，对于镀膜玻璃相关生产加工企业来说可起到至关重要的促进作用。微电子行业当中，磁控溅射的镀膜技术可为最热门的镀膜技术，可在化学的气相沉积及金属性有机化学的气相沉积、不适用材料的薄膜沉积等中应用，进而，得到较大面积的、均匀性良好的一种薄膜。包含着Ti、Au、Al等一些基金属电极类薄膜，应用在扩散性垫垒层及栅绝缘层的AlN、TiO、TiN等这些介质类薄膜的沉积。

一直以来，光学的薄膜均采用反应式磁控溅射该项技术，中频的闭合场当中非平衡式磁控溅射的技术，其在光学类薄膜、透明导电类玻璃、低辐射类玻璃等均实现了广泛性地应用。尤其是在透明导电类玻璃当中，主要应用在平板的显示期间、射频及微波屏蔽性装置、太阳能的电池、传感器及其它器件等。透明导电类玻璃，其在柔性的衬底与玻璃的基片当中，溅射制备SiO2的薄膜及渗入InSn、ZnO等氧化物的薄膜。在现代化机械生产加工行业当中，表面的超硬膜、功能膜、自润滑的薄膜、低辐射功能膜等各项薄膜表面的沉积技术实现了有效性应用，将镀膜表面抗高温性化学的稳定性、耐磨性、复合韧性、硬度均有效提升。除此之外，磁控溅射的镀膜技术还在太阳能的电池、高温的超导薄膜、记忆合金类薄膜、薄膜发光类材料、铁电体的薄膜当中均实现了可靠性的利用，应用效果较为理想化。

3.结语

综上所述，为了能够进一步提高磁控溅射的镀膜技术专业水平，就需相关技术人员及研究人员，能够积极投身于该项镀膜技术的实践探索当中，以积累更多的技术实践经验，充分地掌握磁控溅射的镀膜技术，将该项技术各项应用优势充分发挥出来，使磁控溅射镀膜技术能够在更多的行业中得到应用。特别是在低辐射镀膜玻璃的生产应用中，磁控溅射镀膜技术能够有效提高低辐射镀膜玻璃产品的生产加工效率及质量，进而使镀膜玻璃产品节能特性更加优异，促进镀膜玻璃相关生产加工企业的进一步发展，大力助推国家建筑节能环保目标的实现。

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