濺射鍍膜真空環(huán)境-磁控濺射基本原理與工況
1. 真空室本底真空度
(1) 各種磁控濺射鍍膜工藝都必須在真空室中進(jìn)行;密閉金屬腔體抽真空,其本底真空度一般需達(dá)10-3Pa~10-5Pa;有的鍍膜工藝甚至可能有更高的真空度要求。
(2)由于真空金屬腔體內(nèi)壁和磁控靶面吸附氣體的放氣,第一次預(yù)抽真空,達(dá)到鍍膜所要求的本底真空度需要較長(zhǎng)的時(shí)間;達(dá)標(biāo)后,第二次以后的復(fù)抽真空,由于放氣基本完畢,真空達(dá)標(biāo)時(shí)間會(huì)大為縮短。
2. 工作氣體
根據(jù)不同的膜層和工藝需要,磁控濺射一般在真空室充入0.1~1 Pa(射頻磁控濺射則可充入0.1Pa~0.05Pa)左右分壓的惰性工作氣體作為氣體放電的載體;通常選用的氣體,如氬氣Ar,氪氣Kr,氙氣Xe,氖氣Ne和氮?dú)釴2等數(shù)種。由于氬氣價(jià)格較低,容易獲得,通常選用氬氣Ar作為磁控濺射工作氣體。
3. 工作氣體壓強(qiáng)
(1)直流和中頻脈沖磁控濺射的工作氣體壓強(qiáng)一般在 0.3~0.8Pa 之間(典型值為5×10-1 Pa);
(2)射頻磁控濺射可以在10-1~10-2 Pa工作氣體壓強(qiáng)下正常進(jìn)行。
(3) 部分陰極靶材的磁控濺射工藝(如對(duì)膜層的純度和表面粗造度要求不高)還可以在1pa ~ 10Pa,甚至更高的工作氣體壓強(qiáng)下進(jìn)行高效沉積鍍膜。
(4) 真空腔室大小、氣體流量、真空抽速和閘板閥開(kāi)合角度等多種因素都可能影響到工作氣體壓強(qiáng)。工作氣體壓強(qiáng)的最終檢測(cè)值,實(shí)際上應(yīng)看作是氣體流量-真空抽速與閘板閥開(kāi)合角度等參數(shù)的動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。