濺射鍍膜真空環境-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行;密閉金屬腔體抽真空,其本底真空度一般需達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壁和磁控靶面吸附氣體的放氣,第一次預抽真空,達到鍍膜所要求的本底真空度需要較長的時間;達標后,第二次以后的復抽真空,由于放氣基本完畢,真空達標時間會大為縮短。
2. 工作氣體
根據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和氮氣N2等數種。由于氬氣價格較低,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
(1)直流和中頻脈沖磁控濺射的工作氣體壓強一般在 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工作氣體壓強下正常進行。
(3) 部分陰極靶材的磁控濺射工藝(如對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下進行高效沉積鍍膜。
(4) 真空腔室大小、氣體流量、真空抽速和閘板閥開合角度等多種因素都可能影響到工作氣體壓強。工作氣體壓強的最終檢測值,實際上應看作是氣體流量-真空抽速與閘板閥開合角度等參數的動態平衡的結果。