真空鍍膜機(jī)濺射濺射工藝主要用于濺射刻蝕和薄膜沉積兩個(gè)方面。濺射刻蝕時(shí),被刻蝕的材料置于靶極位置,受氬離子的轟擊進(jìn)行刻蝕。刻蝕速率與靶極材料的濺射產(chǎn)額、離子流密度和濺射室的真空度等因素有關(guān)。濺射刻蝕時(shí),應(yīng)盡可能從濺射室中除去濺出的靶極原子。
常用的方法是引入反應(yīng)氣體,使之與濺出的靶極原子反應(yīng)生成揮發(fā)性氣體,通過(guò)真空系統(tǒng)從濺射室中排出。沉積薄膜時(shí),濺射源置于靶極,受氬離子轟擊后發(fā)生濺射。如果靶材是單質(zhì)的,則在襯底上生成靶極物質(zhì)的單質(zhì)薄膜;若在濺射室內(nèi)有意識(shí)地引入反應(yīng)氣體,使之與濺出的靶材原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而淀積于襯底,便可形成靶極材料的化合物薄膜。通常,制取化合物或合金薄膜是用化合物或合金靶直接進(jìn)行濺射而得。在濺射中,濺出的原子是與具有數(shù)千電子伏的高能離子交換能量后飛濺出來(lái)的,其能量較高,往往比蒸發(fā)原子高出1~2個(gè)數(shù)量級(jí),因而用濺射法形成的薄膜與襯底的粘附性較蒸發(fā)為佳。若在濺射時(shí)襯底加適當(dāng)?shù)钠珘海梢约骖櫼r底的清潔處理,這對(duì)生成薄膜的臺(tái)階覆蓋也有好處。另外,用濺射法可以制備不能用蒸發(fā)工藝制備的高熔點(diǎn)、低蒸氣壓物質(zhì)膜,便于制備化合物或合金的薄膜。濺射主要有離子束濺射和等離子體濺射兩種方法。離子束濺射裝置中,由離子槍提供一定能量的定向離子束轟擊靶極產(chǎn)生濺射。離子槍可以兼作襯底的清潔處理和對(duì)靶極的濺射。為避免在絕緣的固體表面產(chǎn)生電荷堆積,可采用荷能中性束的濺射。中性束是荷能正離子在脫離離子槍之前由電子中和所致。離子束濺射廣泛應(yīng)用于表面分析儀器中,對(duì)樣品進(jìn)行清潔處理或剝層處理。由于束斑大小有限,用于大面積襯底的快速薄膜淀積尚有困難。 等離子體濺射也稱輝光放電濺射。產(chǎn)生濺射所需的正離子來(lái)源于輝光放電中的等離子區(qū)。靶極表面必須是一個(gè)高的負(fù)電位,正離子被此電場(chǎng)加速后獲得動(dòng)能轟擊靶極產(chǎn)生濺射,同時(shí)不可避免地發(fā)生電子對(duì)襯底的轟擊。
真空鍍膜機(jī)磁控濺射工藝,也分好幾種,主要有二級(jí)濺射、三級(jí)或四級(jí)濺射、磁控濺射、對(duì)靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對(duì)稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應(yīng)濺射等,選擇哪一種濺射方法,具體要看鍍什么工件,工件是什么材質(zhì),鍍什么膜層而決定。