濺(jian)射(she)鍍膜是(shi)指在(zai)(zai)真空室中(zhong),利用(yong)荷(he)能(neng)粒子轟(hong)擊靶(ba)表面(mian),使靶(ba)材的(de)原子或(huo)分(fen)子從表面(mian)發射(she)出(chu)來,進而(er)(er)在(zai)(zai)基(ji)片上(shang)沉積的(de)技術。在(zai)(zai)濺(jian)射(she)鍍鈦的(de)實驗中(zhong),電子、離子或(huo)中(zhong)性(xing)粒子均可作為轟(hong)擊靶(ba)的(de)荷(he)能(neng)粒子,而(er)(er)由(you)于(yu)離子在(zai)(zai)電場(chang)下易于(yu)加速(su)并獲得較大動能(neng),所以一般是(shi)用(yong)Ar+作為轟(hong)擊粒子。
與傳統的(de)蒸發(fa)鍍膜(mo)(mo)相比,濺射鍍膜(mo)(mo)可以在(zai)低溫、低損傷的(de)條件(jian)下實(shi)現高速沉積(ji)、附著(zhu)力較強(qiang)、制取高熔點物質的(de)薄膜(mo)(mo),在(zai)大(da)面積(ji)連續基(ji)板(ban)上可以制取均勻的(de)膜(mo)(mo)層(ceng)。濺射鍍膜(mo)(mo)被(bei)稱為(wei)可以在(zai)任(ren)何基(ji)板(ban)上沉積(ji)任(ren)何材料的(de)薄膜(mo)(mo)技(ji)術,因此應用十(shi)分廣泛(fan)。
濺(jian)射(she)鍍膜(mo)有(you)很多(duo)種方式。按電極(ji)結(jie)構、電極(ji)相對位置以及濺(jian)射(she)的過程,可以分為二極(ji)濺(jian)射(she)、三極(ji)或四極(ji)濺(jian)射(she)、磁控濺(jian)射(she)、對向(xiang)靶(ba)濺(jian)射(she)、和ECR濺(jian)射(she)。除此之(zhi)外還根據制作各種薄膜(mo)的要求改進的濺(jian)射(she)鍍膜(mo)技術。比較常(chang)用的有(you):
1、在Ar中混入(ru)反應氣體如O2、N2、CH4、C2H2等(deng)(deng),則可制得鈦(tai)的(de)氧化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)、碳(tan)化(hua)物(wu)等(deng)(deng)化(hua)合物(wu)薄(bo)膜的(de)反應濺射。
2、在成膜的(de)(de)基(ji)板(ban)上施加直(zhi)到(dao)500V的(de)(de)負電(dian)壓,使離子轟擊膜層的(de)(de)同(tong)時成膜,由此改(gai)善膜層致(zhi)密性的(de)(de)偏壓濺射(she)。
3、在(zai)射(she)頻電壓下,利(li)用電子和離子運動(dong)特征的(de)(de)不同,在(zai)靶表(biao)面感(gan)應出(chu)負的(de)(de)直(zhi)流(liu)脈沖,從而產(chan)生濺(jian)射(she)的(de)(de)射(she)頻濺(jian)射(she)。這種技術最早由1965年(nian)IBM公司研制,對(dui)絕(jue)緣體也可以濺(jian)射(she)鍍(du)膜。
4、為了在更高的真空范圍(wei)內(nei)提高濺射(she)沉積速率,不(bu)是(shi)利用導入是(shi)氬氣(qi),而是(shi)通過(guo)部分被濺射(she)的原子(如Cu)自身(shen)變成離子,對靶產(chan)生濺射(she)實(shi)現鍍膜的自濺射(she)鍍膜技術。
5、在高真空下(xia),利用離(li)(li)(li)子源發出的(de)離(li)(li)(li)子束對(dui)靶濺射(she),實現(xian)薄膜沉(chen)積的(de)離(li)(li)(li)子束濺射(she)。
其中由二極濺(jian)射(she)(she)(she)發展而(er)來的磁控(kong)(kong)濺(jian)射(she)(she)(she)技術(shu),解(jie)決了二極濺(jian)射(she)(she)(she)鍍(du)膜(mo)速度比蒸(zheng)鍍(du)慢得(de)多(duo)、等離(li)(li)子體的離(li)(li)化(hua)率低和基片的熱效應(ying)等明(ming)顯(xian)問題。磁控(kong)(kong)濺(jian)射(she)(she)(she)是(shi)現在(zai)用于鈦(tai)膜(mo)材(cai)料(liao)的制備最為普遍的一種真空(kong)等離(li)(li)子體技術(shu),實現了在(zai)低溫、低損(sun)傷的條(tiao)件下高(gao)速沉積。自2001年以來,廣大的科技研究者(zhe)致力(li)于這方面(mian)的研究,成果顯(xian)著。
在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)材(cai)(cai)、鎳、鈾(you)、金剛石表(biao)面(mian)鍍鈦金屬薄膜(mo),大大提高(gao)了鋼(gang)材(cai)(cai)、鈾(you)、金剛石等(deng)(deng)材(cai)(cai)料的(de)耐腐蝕(shi)性能(neng),使得使用(yong)領域更加(jia)廣泛;而鎂作(zuo)為硬組(zu)織植入(ru)材(cai)(cai)料,在(zai)(zai)(zai)近年來投(tou)入(ru)臨床使用(yong),當在(zai)(zai)(zai)鎂表(biao)面(mian)鍍制一層鈦金屬薄膜(mo),不僅加(jia)強了材(cai)(cai)料的(de)耐蝕(shi)性,而且鈦生物(wu)體相容性好,比重(zhong)小、毒(du)性低、更易(yi)為人體所(suo)接受;在(zai)(zai)(zai)云(yun)母、硅片、玻璃等(deng)(deng)材(cai)(cai)料上鍍上鈦金屬薄膜(mo),研究其(qi)對電磁波的(de)反射(she)(she)、吸(xi)收、透射(she)(she)作(zuo)用(yong),對于高(gao)效太陽能(neng)吸(xi)收、電磁輻射(she)(she)、噪音屏(ping)蔽吸(xi)收和凈化等(deng)(deng)領域具有重(zhong)要意義。
除(chu)此之外,磁控濺射(she)作為一種非(fei)熱式鍍膜(mo)(mo)(mo)技(ji)術,主要應(ying)用(yong)在(zai)化學(xue)氣相沉積(CVD)或金屬有機化學(xue)氣相沉積(MOCVD)生(sheng)長困難及不(bu)適用(yong)的鈦薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)沉積,可以(yi)獲得大面積非(fei)常均(jun)勻的薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)。包括歐姆接觸(chu)Ti金屬電極薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)及可用(yong)于柵絕緣層或擴散勢壘層的TiN、TiO2等(deng)介質薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)(mo)沉積。
在現代機械加工工業中,濺鍍包(bao)括(kuo)Ti金屬、TiAl6V4合(he)金、TiN、TiAlN、TiC、TiCN、TiAlOX、TiB2、等(deng)超硬(ying)(ying)材(cai)料(liao),能(neng)有效(xiao)的(de)提高表面硬(ying)(ying)度、復合(he)韌(ren)性(xing)、耐磨損(sun)性(xing)和抗高溫(wen)化學(xue)穩定性(xing)能(neng),從而大幅(fu)度地提高涂(tu)層產品的(de)使用(yong)(yong)壽命,應用(yong)(yong)越來越廣泛。
蘇州辰(chen)杰真空鍍膜(mo)有限公(gong)司
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