等離子體束濺射鍍膜機(jī)研制及工作機(jī)理研究.pdf

1、物理氣相沉積技術(shù)目前主要有熱蒸發(fā)、濺射、離子鍍等方式。濺射技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了許多階段，從二極濺射、三極濺射、磁控濺射以及各種新型的濺射方法。相比較而言，二極濺射的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制，但是由于放電形式?jīng)Q定了其等離子體密度較低，相應(yīng)的沉積速率也較低。磁控濺射與二極濺射相比，則具有“高速”與“低溫”的特性，沉積速率較高，且基片升溫也較低，但由于磁控濺射磁場(chǎng)的分布不均勻，而磁場(chǎng)是其關(guān)鍵的因素，控制真空室中的等離子體的生成，因此由不均勻磁

2、場(chǎng)所帶來(lái)了等離子體不穩(wěn)定、靶材利用率低等缺點(diǎn)。
　　 本文采用新型磁控濺射設(shè)計(jì)，取消了“磁控”靶，并應(yīng)用在遠(yuǎn)位安裝高密度等離子體源的設(shè)計(jì)，研制出了等離子體束濺射鍍膜機(jī)。試驗(yàn)結(jié)果及國(guó)外的結(jié)果表明，這種新型的濺射鍍膜方法解決了磁控濺射中的靶材利用率低及等離子體不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，并能夠有效地控制成膜晶粒的大小。
　　 等離子體束濺射鍍膜機(jī)中等離子體束在磁場(chǎng)與電場(chǎng)的共同作用下，形成了從等離子體源到真空室中的被引出、輸運(yùn)、濺射等的一系

3、列過(guò)程。在成功研制出等離子體束濺射鍍膜機(jī)后，對(duì)真空室內(nèi)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)應(yīng)用COMSOLMultiphysics電磁模塊進(jìn)行了有限元分析，得出了在這種與已有方案都不同的結(jié)構(gòu)中電場(chǎng)與磁場(chǎng)的分布。真空室中的電場(chǎng)通過(guò)濺射靶源接通負(fù)偏壓后產(chǎn)生，而磁場(chǎng)則由發(fā)射線圈與匯聚線圈共同產(chǎn)生，電場(chǎng)與磁場(chǎng)相互獨(dú)立，并共同對(duì)等離子體束產(chǎn)生影響。
　　 通過(guò)對(duì)等離子體束濺射鍍膜機(jī)具體結(jié)構(gòu)的分解，并應(yīng)用單粒子軌道模型對(duì)鍍膜機(jī)內(nèi)部等離子體束的引出束流做出了分析，發(fā)