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        真空鍍膜機大功率脈沖磁控濺射鍍膜

        2021-01-30

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              真空鍍膜機大功率脈沖磁控濺射技術是一種才開始推廣極有前景的真空鍍膜技術。(1999年才開始出現)在美國叫High Power Pulse Magnetron Sputtering (HPPMS),而在歐洲叫High Power Impulse Magnetron Sputtering (HPIMS)。聽起來似乎耳熟能詳,是磁控濺射的一種,但其中所含很重要的特點:離子化磁控濺射過程。


        真空鍍膜機


               大家都知道離子鍍的特點,在大電流起弧作用下離子化率很高,因而生成膜層與基體結合力強。但起弧局部處高溫融化靶材,產生小液滴,從而在膜層生成大顆粒,使所鍍膜表面粗糙。加過濾磁路固然改善膜層質量,但減少沉積速率。另外小液滴只是慮掉了,仍在真空室內造成污染。
               磁控濺射無大顆粒的特點,但濺射材料主要以中性原子/原子團為主,濺射機理是動能。使濺射材料離子化是磁控濺射主攻方向。加離子源只是改善,而且設備增加,污染元件也增加。非平衡磁控濺射可以離子化部分材料,但離化率只有10%~20%。而且磁路一旦非平衡,其發散電子束有燒工件表面的缺點。 
               真空鍍膜機大功率脈沖磁控濺射技術的脈沖峰值功率是普通磁控濺射的100倍,在1000~3000W/cm2范圍。對于大型磁控靶,可產生兆瓦級濺射功率。但是由于作用時間在100~150微秒,其平均功率與普通磁控濺射相當。這樣就不會增加冷卻要求。這里優點出來了,在1000~3000W/cm2功率密度下,濺射材料離子化率極高。但這個高度離子化的束流不含大顆粒。一般濺射材料能級只有5~10電子伏特,而大功率脈沖磁控濺射材料能級最大可達達100電子伏特。大功率脈沖磁控濺射的最大優點是可以鍍高致密度的膜而不會使基體表面溫度顯著增高。 
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