Технические характеристики оборудования для вакуумного магнетронного распыления покрытий

Вакуумное магнетронное распыление особенно подходит для реактивного осаждения покрытий. Фактически, этот процесс позволяет осаждать тонкие пленки любых оксидных, карбидных и нитридных материалов. Кроме того, этот процесс также особенно подходит для осаждения многослойных пленочных структур, включая оптические конструкции, цветные пленки, износостойкие покрытия, наноламинаты, сверхрешеточные покрытия, изоляционные пленки и т. д. Еще в 1970 году были разработаны примеры высококачественного осаждения оптических пленок из различных материалов. К этим материалам относятся прозрачные проводящие материалы, полупроводники, полимеры, оксиды, карбиды и нитриды, а фториды используются в таких процессах, как испарительное нанесение покрытий.

Главное преимущество процесса магнетронного распыления заключается в использовании реактивных или нереактивных процессов нанесения покрытий для осаждения слоев этих материалов, а также в хорошем контроле состава слоя, толщины пленки, равномерности толщины пленки и механических свойств слоя. Этот процесс обладает следующими характеристиками.

1. Высокая скорость осаждения. Благодаря использованию высокоскоростных магнетронных электродов достигается большой поток ионов, что эффективно повышает скорость осаждения и скорость распыления в этом процессе нанесения покрытия. По сравнению с другими процессами нанесения покрытий методом магнетронного распыления, магнетронное распыление обладает высокой производительностью и высокой эффективностью и широко используется в различных отраслях промышленности.

2. Высокая энергоэффективность. Для магнетронного распыления обычно выбирают напряжение в диапазоне 200–1000 В, как правило, 600 В, поскольку напряжение 600 В находится в пределах максимального эффективного диапазона энергоэффективности.

3. Низкая энергия распыления. Напряжение на мишени магнетрона низкое, а магнитное поле удерживает плазму вблизи катода, что предотвращает попадание высокоэнергетических заряженных частиц на подложку.

4. Низкая температура подложки. Анод может использоваться для отвода электронов, образующихся во время разряда, без необходимости использования подложки в качестве опоры, что позволяет эффективно снизить бомбардировку подложки электронами. Таким образом, температура подложки низкая, что идеально подходит для некоторых пластиковых подложек, не очень устойчивых к высокотемпературному нанесению покрытий.

5. Травление поверхности мишени при магнетронном распылении происходит неравномерно. Неравномерность травления поверхности мишени вызвана неравномерным магнитным полем мишени. В некоторых местах скорость травления мишени выше, поэтому эффективная степень использования мишени низкая (всего 20-30%). Следовательно, для повышения степени использования мишени необходимо изменить распределение магнитного поля определенным образом, или же использование магнитов, перемещающихся в катоде, также может улучшить степень использования мишени.

6. Композитная мишень. Возможно нанесение пленочного покрытия из сплава с помощью композитной мишени. В настоящее время с помощью процесса магнетронного распыления с использованием композитной мишени успешно нанесены пленки из сплавов Ta-Ti, (Tb-Dy)-Fe и Gb-Co. Существует четыре типа композитных мишеней: круглая, квадратная, малая квадратная и секторная. Использование секторной мишени является предпочтительным.

7. Широкий спектр применения. Процесс магнетронного распыления позволяет осаждать множество элементов, наиболее распространенными из которых являются: Ag, Au, C, Co, Cu, Fe, Ge, Mo, Nb, Ni, Os, Cr, Pd, Pt, Re, Rh, Si, Ta, Ti, Zr, SiO, AlO, GaAs, U, W, SnO и др.

Магнетронное распыление — один из наиболее широко используемых процессов нанесения покрытий для получения высококачественных пленок. Благодаря новому катоду, он обеспечивает высокую эффективность использования мишени и высокую скорость осаждения. Вакуумное магнетронное распыление, разработанное компанией Guangdong Zhenhua Technology, в настоящее время широко используется для нанесения покрытий на подложки больших площадей. Этот процесс применяется не только для нанесения однослойных пленок, но и для многослойных покрытий, а также в рулонной технологии для нанесения покрытий на упаковочную пленку, оптическую пленку, ламинирование и другие виды пленок.