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全自动磁控溅射系统的工作流程详细介绍

更新时间:2025-01-19      浏览次数:13
  全自动磁控溅射系统是一种用于薄膜沉积技术的设备,广泛应用于半导体、光电、光学薄膜、传感器等领域。该系统利用高能离子束轰击靶材,通过物质溅射的方式,在基材表面沉积薄膜。
 

 

  全自动磁控溅射系统的基本原理:
  1.气体离子化:在高真空环境中,惰性气体(如氩气)被导入腔体,施加高频电压形成等离子体,使气体部分离子化。
  2.离子加速:离子被电场加速并朝向靶材运动。
  3.靶材溅射:高速运动的离子与靶材发生碰撞,使靶材表面原子获得足够的能量,从而逸出表面,形成溅射物质。
  4.薄膜沉积:溅射出的原子在腔体内随机碰撞,最终沉积在基材表面,形成均匀的薄膜。
  组成结构:
  1.真空腔体:真空腔是溅射反应发生的地方,用于提供工作气体及沉积薄膜的空间。通常由不锈钢或铝合金材料制成,具有良好的密封性能和耐腐蚀性。
  2.靶材:靶材是溅射过程中被离子轰击的部分,通通常为金属、合金或陶瓷材料。靶材的选择会影响薄膜的性质和性能。
  3.电源系统:一般配有高频电源和直流电源,提供离子加速和磁控装置的电力支持,保证系统的稳定运行。
  4.气体输送系统:用于控制溅射过程中气体的流入量和类型,气体流量计和调节阀是常见的装置,以保证气体浓度的精确控制。
  5.磁场发生器:通过电磁线圈产生磁场,用于限制离子泄漏和增强离子轰击效果,提高溅射效率。准确的磁场设计是高性能磁控溅射系统的重要因素。
  6.基材支架:支撑待沉积膜的基材,通常用户可调节基材的温度、旋转角度等,以保证薄膜沉积均匀性。
  7.控制系统:由计算机软件和硬件组成,监控整个溅射过程,包括气体流量、压力、温度、靶材电流等参数,同时实现自动化操作,包括自动进出料、薄膜厚度监测等。
  全自动磁控溅射系统的工作流程:
  1.设定参数:操作员通过控制系统设定所需的靶材类型、气体类型、溅射时间、气体压力等工艺参数。
  2.抽真空:启动真空系统,快速将腔体抽至设定的低真空状态,以确保良好的溅射条件。
  3.气体充入:在保持真空的情况下,启动气体输送系统,将惰性气体引入腔体并调节至工艺要求的压力。
  4.启动溅射:开启电源,激活电场与磁场,生成等离子体,开始气体离子化,并进行靶材溅射。
  5.监测过程:在薄膜沉积过程中,实时监测电流、气压、薄膜厚度等参数,根据需求进行微调。
  6.结束溅射:达到预定的沉积时间后,自动停止气体流和电源,结束溅射过程。
  7.气体泄放:逐渐降低腔内压力,安全释放气体,准备进行后续操作。
  8.取出基材:打开腔体,取出已沉积薄膜的基材,进行后续处理或检测。
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