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离子溅射镀膜技术是什么原理-广东振华真空镀膜设备

离子溅射镀膜技术(IBSD)是一种物理气相沉积工艺,该工艺就是利用等离子束源轰击靶,使靶材料溅射到基材上。在真空环境中,粒子束或荷能粒子入射到靶上,使靶材表层的原子接收能量,当原子动能超过周围原子形成的电势时,该原子便蹦出晶格阵点,从而进入真空环境,这就是溅射现象。

3120防指纹溅射镀膜机原图

通常,离子束溅射镀膜的过程结合了高能量、高电流的初级离子源的多靶轮流溅射,以产生良好的离子束用于靶溅射。离子溅射可以有多种方法:阴极溅射、二极管溅射、RF或DC溅射、离子束溅射、反应性溅射等镀膜工艺,但是这些镀膜工艺基本上都有着相似的物理反应过程。

离子能量与溅射产额是密切相关的,当入射离子能量超过溅射阈值能量的情况之下,才能发生靶材的溅射。当入射离子能量超过阈值后,随着入射离子能量逐渐增加,在达到150eV之前,原子溅射产额与入射离子能量的平方是成正比例关系;在150eV-1000eV范围之间,原子溅射产额是与离子能量成正比例关系,在1000eV-10000eV范围内则基本不变。当通过惰性气体氖离子及氩离子对靶材进行轰击时,因为它们有着不同的能量,所以将溅射出不同的产额。

将靶材料和待镀基材放入真空室中,并施加电压在它们之间,以靶为阴极,并在阳极上附着基材。溅射气体轰击靶材,发生溅射现象,能量转移导致靶表面原子逸出,并沉积在基材上。

通过电离溅射气体来产生等离子体。所用气体通常是惰性气体,因为它们的特性,使其不会轻易与靶材反应或与任何工艺气体结合,并且由于它们的高分子量,将会产生更高的溅射与沉积速率。

离子溅射镀膜技术像其他物理气相沉积技术一样,离子溅射在沉积速率、均匀性、组成、厚度控制、附着力、材料特性优方面有很大优势。在离子束沉积过程中,靶材与待镀基材之间没有等离子体的存在,这意味着可以使用离子束沉积技术在任何可镀材料上进行溅射沉积,并降低镀膜样品膜层中包含气体分子的可能性。