磁控溅射由于其优点应用日趋增长,成为工业镀膜生产中主要的技术之一,相应的溅射技术与也取得了进一步的发展。非平衡磁控溅射改善了沉积室内等离子体的分布,提高了膜层质量;中频和脉冲磁控溅射可有效避免反应溅射时的迟滞现象,消除靶中毒和打弧问题,提高制备化合物薄膜的稳定性和沉积速率;改进的磁控溅射靶的设计可获得较高的靶材利用率;高速溅射和自溅射为溅射镀膜技术开辟了新的应用领域,具有诱人的成膜效率和经济效益,实验简单方便。通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面,称为蒸发镀膜。PVD真空镀膜设备

真空镀膜技术在国民经济各个领域有着广泛应用,特别是近几年来,我国国民经济的迅速发展、人民生活水平的不断提高和高科技薄膜产品的不断涌现。尤其是在电子材料与元器件工业领域中占有极其重要的地位。制膜方法可以分为气相生成法、氧化法、离子注人法、扩散法、电镀法、涂布法、液相生长法等。气相生成法又可以分为物理沉积法化学沉积法和放电聚合法等。本次实验是使用物理沉积法,由于这种方法基本上都是处于真空环境下进行的,因此称它们为真空镀膜技术。真空蒸发、溅射镀膜和离子镀等通常称为物理沉积法,是基本的薄膜制备技术。真空蒸发镀膜法是在真空室中,加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸气流,入射到基片表面,凝结形成固态薄膜的方法。PVD真空镀膜设备真空镀膜技术有真空溅射镀膜。

真空镀膜:电子束蒸发法:电子束蒸发法是将蒸发材料放入水冷铜坩锅中,直接利用电子束加热,使蒸发材料气化蒸发后凝结在基板表面形成膜,是真空蒸发镀膜技术中的一种重要的加热方法和发展方向。电子束蒸发克服了一般电阻加热蒸发的许多缺点,特别适合制作熔点薄膜材料和高纯薄膜材料。激光蒸发法:采用激光束蒸发源的蒸镀技术是一种理想的薄膜制备方法。这是由于激光器是可以安装在真空室之外,这样不但简化了真空室内部的空间布置,减少了加热源的放气,而且还可完全避免了蒸发气对被镀材料的污染,达到了膜层纯洁的目的。此外,激光加热可以达到极高的温度,利用激光束加热能够对某些合金或化合物进行快速蒸发。这对于保证膜的成分,防止膜的分馏或分解也是极其有用的。激光蒸发镀的缺点是制作大功率连续式激光器的成本较高,所以它的应用范围有一定的限制,导致其在工业中的普遍应用有一定的限制。
真空镀膜:电阻加热蒸发法:电阻加热蒸发法就是采用钨、钼等高熔点金属,做成适当形状的蒸发源,其上装入待蒸发材料,让电流通过,对蒸发材料进行直接加热蒸发,或者把待蒸发材料放入坩锅中进行间接加热蒸发。利用电阻加热器加热蒸发的镀膜设备构造简单、造价便宜、使用可靠,可用于熔点不太高的材料的蒸发镀膜,尤其适用于对膜层质量要求不太高的大批量的生产中。目前在镀铝制品的生产中仍然大量使用着电阻加热蒸发的工艺。电阻加热方式的缺点是:加热所能达到的较高温度有限,加热器的寿命也较短。近年来,为了提高加热器的寿命,国内外已采用寿命较长的氮化硼合成的导电陶瓷材料作为加热器。真空镀膜的主要功能包括赋予被镀件表面高度金属光泽和镜面效果。

真空镀膜的方法很多,计有:真空蒸镀:将需镀膜的基体清洗后放到镀膜室,抽空后将膜料加热到高温,使蒸气达到约13。3Pa而使蒸气分子飞到基体表面,凝结而成薄膜。阴极溅射镀:将需镀膜的基体放在阴极对面,把惰性气体(如氩)通入已抽空的室内,保持压强约1。33~13。3Pa,然后将阴极接上2000V的直流电源,便激发辉光放电,带正电的氩离子撞击阴极,使其射出原子,溅射出的原子通过惰性气氛沉积到基体上形成膜。化学气相沉积:通过热分解所选定的金属化合物或有机化合物,获得沉积薄膜的过程。离子镀:实质上离子镀系真空蒸镀和阴极溅射镀的有机结合,兼有两者的工艺特点。在真空镀膜机运转正常情况下,开动真空镀膜机时,必须先开水管,工作中应随时注意水压。PVD真空镀膜设备
离子镀是真空蒸发与阴极溅射技术的结合。PVD真空镀膜设备
真空镀膜:离子镀膜法:目前比较常用的组合方式有:活性反应蒸镀法(ABE)。利用电子束加热使膜材气化;依靠正偏置探极和电子束间的低压等离子体辉光放电或二次电子使充入的氧气、氮气、乙炔等反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,蒸镀效率高,能获得三氧化铝、氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)等薄膜;可用于镀机械制品、电子器件、装饰品。空心阴极离子镀(HCD)。利用等离子电子束加热使膜材气化;依靠低压大电流的电子束碰撞使充入的气体Ar或其它惰性气体、反应气体离化。这种方法的特点是:基板温升小,要对基板加热,离化率高,电子束斑较大,能镀金属膜、介质膜、化合物膜;可用于镀装饰镀层、机械制品。PVD真空镀膜设备