• 概述

磁控濺射是利用磁場束縛電子的運(yùn)動(dòng)（即磁控管模式），其結(jié)果導(dǎo)至轟擊基片的高能電子的減少和轟擊靶材的高能離子的增多，使其具備了“低溫”、“高速”兩大特點(diǎn)。磁控濺射法制備的薄膜厚可控性和重復(fù)性好、薄膜與基片的附著能力強(qiáng)，膜層純度高。

主要技術(shù)性能指標(biāo)

 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能概述

本鍍膜系統(tǒng)為方形真空室結(jié)構(gòu)，后部抽氣，正面開門結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)質(zhì)奧氏體不銹鋼制造。濺射沉積室底板上安裝有三只共焦磁控濺射靶（濺射靶角度可調(diào)），出射束流方向朝向基片架并在基片上得到薄膜。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，可用于研究和開發(fā)納米級單層及多層功能膜，如硬質(zhì)膜、金屬膜、半導(dǎo)體膜、介質(zhì)膜、復(fù)合膜、鐵磁膜和磁性薄膜等新型薄膜材料。

工作原理

濺射沉積系統(tǒng)為一三靶濺射沉積系統(tǒng)，各靶可獨(dú)立/順次/共同工作，分布在一個(gè)圓周上。各靶固定在真空室底板上，靶基距可以通過基片架的升降來調(diào)節(jié)（靶基距60mm～90mm可調(diào)）。基片架可升降，采用磁流體密封裝置+步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滿足基片旋轉(zhuǎn)要求。

A.基片架功能

系統(tǒng)設(shè)一個(gè)基片架，可旋轉(zhuǎn)+升降，同時(shí)可通過鹵素?zé)魧诔练e涂層過程中進(jìn)行加熱；加熱系統(tǒng)采用日本導(dǎo)電溫控儀及電力組件，溫度PID控制。基片旋轉(zhuǎn)利用磁流體密封裝置與步進(jìn)電機(jī)配套實(shí)現(xiàn)。

B. 鍍膜過程

單質(zhì)薄膜的制備：在某只靶開啟的情況下，可在基片上完成單質(zhì)薄膜的制備。

多層膜的制備：三只磁控濺射靶可根據(jù)需要，按照一定的啟停順序（輔以樣品架的自轉(zhuǎn)，均通過計(jì)算機(jī)控制），完成多層膜的鍍制過程。

混合物薄膜的制備：三只靶中的兩只/三只同時(shí)工作，可以完成具有兩/三種成分組成的混合物薄膜制備。

化合物薄膜：本系統(tǒng)可以通過兩種方式制備化合物薄膜。（1）采用射頻電源，利用具有特定組成的靶材來得到化合物薄膜；（2）采用直流/射頻濺射電源，利用單質(zhì)靶材在通入反應(yīng)氣體的條件下制備化合物薄膜。

此外，磁控濺射系統(tǒng)充分考慮加熱、低壓濺射、偏壓濺射等要求。可以在上述各種薄膜的制備過程中將偏壓、加熱等條件引入到鍍膜過程中。與此同時(shí)，上述鍍膜過程均可以在手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式下完成。

C. 真空獲得及壓力控制

真空獲得系統(tǒng)利用渦輪分子泵作為主泵，機(jī)械旋片泵作為前級泵對真空系統(tǒng)抽氣。真空度控制通過和主泵相連的插板閥來實(shí)現(xiàn)。

D．電源

二只500W直流電源、一只500W射頻電源（含自動(dòng)匹配器）

2KW加熱溫控電源一套。

系統(tǒng)主要參數(shù)

1. 極限真空度：≤5×10^-5Pa（清潔+烘烤去氣條件下12小時(shí)內(nèi)獲得）；
2. 抽真空時(shí)間：40分鐘內(nèi)，≤5×10^-4Pa；
3. 基片加熱溫度：≤600℃（碘鎢燈加熱）；
4. 基片尺寸：≤Φ2inch的圓片；
5. 基片架數(shù)量：1套；
6. 靶材尺寸：直徑60mm；
7. 靶數(shù)量：3只；
8. 真空室烘烤溫度：≤150℃；
1. 真空室尺寸：400×400×H450（根據(jù)實(shí)際情況可能會適當(dāng)調(diào)整）；
10. 基片架移動(dòng)距離：≤50mm（軸向方向）；
11. 靶軸線和基片旋轉(zhuǎn)軸線夾角：共濺射；
50. 氣路系統(tǒng)：4路進(jìn)氣，其中1路為放氣使用；