磁控濺射鍍膜技術的發展及應用分析

梁瑞記

[摘 要]本文綜合分析了當前磁控濺射的鍍膜技術發展情況，并對該項鍍膜技術實踐應用，進行了有效性地研究，以能夠全面了解與掌握磁控濺射的鍍膜技術，將磁控濺射的鍍膜技術各項功能優勢充分應用在相應的行業領域當中，為廣大鍍膜玻璃生產加工企業高質量、高標準、高效率地生產提供堅實地技術保證，促進鍍膜玻璃生產加工企業邁向全新的發展征程，實現突破性發展。

[關鍵詞]磁控濺射;鍍膜;技術;發展;應用;分析;

前言：

磁控濺射，它屬于一種物理的氣相沉積技術，通常指處于特定真空環境之下所在輝光放電兩級相互間引入的磁場，子會受到電廠束縛及加速作用后，靶材的表面受到氬離子的撞擊，讓靶原子逐漸飛到基板沉積成薄膜。該種鍍膜技術，為一種低溫、高速鍍膜技術，它主要的應用優勢在于：可實現多層的鍍膜;磁控濺射膜層牢固、均勻，且種類較多。通過靶材的更換，還能夠獲取不同鍍膜玻璃產品，如熱反射類玻璃、低輻射類玻璃、導電類玻璃等。在一定程度上，通過磁控濺射的鍍膜技術有效性應用，對于工業化的發展有著極大的促進作用。故為了能夠進一步提高磁控濺射的鍍膜技術水準，就需鍍膜玻璃生產加工企業愈加重視該項鍍膜技術，對磁控濺射的鍍膜技術實際發展情況與應用實踐，開展系統化地研究工作，以能夠不斷提高磁控濺射的鍍膜技術水準。

1發展概況分析

1.1平衡式及非平衡式的磁控濺射

平衡式的磁控濺射，將較高外環強度性永磁體及芯部放置于靶材的背后，通過該磁場的有效利用來控制二次電子，讓靶材表面能夠沿著相應磁力線做出相應活動，將入射電子濃度有效提升，并將濺射所需的電壓降低，大大提升膜層沉積的速率。但是對濺射的鍍膜工件實際尺寸會起到一定的限制作用，平衡式的磁控濺射會被撞擊而飛出該靶原子取得較低的能量及膜層的質量;非平衡式的磁控濺射，它主要通過設計磁場，把靶面等離子體有效延伸至靶材的面前300mm之內，該等離子體會保持著適當能量對基板進行轟擊，對薄膜沉積起到輔助性作用，將膜層質量提高。非平衡式的磁控濺射主要應用的結構為芯部的磁場強度性<外環的磁場強度性，該磁力線處于不完全地閉合性回路狀態，部分外環的磁力線逐漸引入基板的表面位置，導致等離子體實際能量到該基板的表面位置，不會在靶材表面限制，工作區域內離子的實際濃度增加，可生產加工出具有較強結合力、均勻性及致密性的膜層。獨立非平衡式的磁控靶，通常會在極具復雜性的基板之上很難沉積均勻性良好的薄膜，電子緩慢向著該基板實施移動動作期間，伴隨磁場實際強度性逐漸消退，部分電子會吸附至真空的室壁之上，以至于離子與電子濃度逐漸降低。那么，為了能夠從根本上防止此類情況出現，多靶的非平衡式磁控濺射總系統，需依據該磁場實際分布情況，將其分成相鄰磁極的相反閉合性磁場之下非平衡式磁控濺射、相鄰磁極景象磁場相同的非平衡式磁控濺射。經過實踐操作研究發現，多靶非平衡式磁控濺射總系統結構可制備出沉積速率最快、質量最高的膜層。如圖1所示，為多靶非平衡式磁控濺射總系統架構。

1.2反應式磁控濺射

它通常指已被濺射靶原子，其與相應反應的氣體之間產生一定化學反應，并在基板當中形成一種化合物的薄膜，可沉積各種化合物質，如氟化物、氧化物、碳化物等。它的應用優勢在于可通過質量的流量計及監控設備等，快速地沉積化合物的薄膜。在鍍膜玻璃的生產中，就采用了反應式磁控濺射生成所需的化合物，如制備氧化鋅錫薄膜層，則需在靶位中安裝鋅錫合金靶材，通過合理配置工藝氣氛，一般氬氣與氧氣從不同管道充入，氬氣與氧氣比例可優化為500SCCM：1000SCCM，通過實際生產應用，可穩定制備出高質量的氧化鋅錫薄膜層，通過靶材功率控制與鍍膜玻璃的走速控制，可達到精準的膜層厚度控制。

1.3脈沖式磁控濺射

脈沖式磁控濺射，它的電源是脈沖方波的電壓，并不是傳統直流的電源。若靶材是絕緣性材料，則可以應用該項技術來進行鍍膜玻璃生產加工。脈沖通常分成單向與雙向的脈沖。該雙向的脈沖，是一個周期之內存在正負級電壓。負極電壓，該電源運行于靶材濺射，而正級電期間會引入到電子的中和靶面，將正電荷累積，所制備的鍍膜玻璃表面干凈。在該靶材之上脈沖的電壓通常類似磁控濺射，該脈沖的磁控濺射一般是應用方波的脈沖波形，位于20-200kHz中頻段，能夠將異常的弧光放電情況消除，將靶材放電時間控制在合理范圍之內，確保該靶材不會出現中毒或電弧放電情況。

在鍍膜玻璃實際的生產應用中，我們會用到AZO陶瓷靶材，由于其致密度高所以具有較強的抗氧化性，在鍍膜玻璃生產是具有創新性的應用。但由于其導電性不良，使用過程容易打火放電，解決方法就是使用脈沖電源，實際生產應用中，脈沖電源可使AZO靶濺射狀態穩定，有效抑制打弧放電的情況，使膜層鍍膜更加穩定。

2.實踐應用研究

磁控濺射，它是當前薄膜沉積最為先進的一項技術。磁控濺射的鍍膜技術不斷進步發展，對于鍍膜玻璃相關生產加工企業來說可起到至關重要的促進作用。微電子行業當中，磁控濺射的鍍膜技術可為最熱門的鍍膜技術，可在化學的氣相沉積及金屬性有機化學的氣相沉積、不適用材料的薄膜沉積等中應用，進而，得到較大面積的、均勻性良好的一種薄膜。包含著Ti、Au、Al等一些基金屬電極類薄膜，應用在擴散性墊壘層及柵絕緣層的AlN、TiO、TiN等這些介質類薄膜的沉積。

一直以來，光學的薄膜均采用反應式磁控濺射該項技術，中頻的閉合場當中非平衡式磁控濺射的技術，其在光學類薄膜、透明導電類玻璃、低輻射類玻璃等均實現了廣泛性地應用。尤其是在透明導電類玻璃當中，主要應用在平板的顯示期間、射頻及微波屏蔽性裝置、太陽能的電池、傳感器及其它器件等。透明導電類玻璃，其在柔性的襯底與玻璃的基片當中，濺射制備SiO2的薄膜及滲入InSn、ZnO等氧化物的薄膜。在現代化機械生產加工行業當中，表面的超硬膜、功能膜、自潤滑的薄膜、低輻射功能膜等各項薄膜表面的沉積技術實現了有效性應用，將鍍膜表面抗高溫性化學的穩定性、耐磨性、復合韌性、硬度均有效提升。除此之外，磁控濺射的鍍膜技術還在太陽能的電池、高溫的超導薄膜、記憶合金類薄膜、薄膜發光類材料、鐵電體的薄膜當中均實現了可靠性的利用，應用效果較為理想化。

3.結語

綜上所述，為了能夠進一步提高磁控濺射的鍍膜技術專業水平，就需相關技術人員及研究人員，能夠積極投身于該項鍍膜技術的實踐探索當中，以積累更多的技術實踐經驗，充分地掌握磁控濺射的鍍膜技術，將該項技術各項應用優勢充分發揮出來，使磁控濺射鍍膜技術能夠在更多的行業中得到應用。特別是在低輻射鍍膜玻璃的生產應用中，磁控濺射鍍膜技術能夠有效提高低輻射鍍膜玻璃產品的生產加工效率及質量，進而使鍍膜玻璃產品節能特性更加優異，促進鍍膜玻璃相關生產加工企業的進一步發展，大力助推國家建筑節能環保目標的實現。

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