真空電鍍--磁控濺射鍍膜技術
真空電鍍--磁控濺射鍍膜技術
一、磁控濺射鍍膜－濺射原理：
1.使chamber達到真空條件，一般控制在(2~5)E-5torr
2.chamber內通入Ar（氬氣），並啟動DC power
3.Ar發生電離：Ar ? Ar+ ＋ e-
4.在電場作用下，electrons（電子）會加速飛向anode（陽極）
5.在電場作用下，Ar+會加速飛向陰極的target（靶材），target粒子及二次電子被擊出，前者到達substrate（基片）表面進行薄膜成長，後者被加速至陰極途中促成更多的電離。
6.垂直方向分布的磁力線將電子約束在靶材表面附近，延長其在等離子體中的運動軌跡，提高它參與氣體分子碰撞和電離過程的幾率的作用。
二、相對蒸發鍍，磁控濺射有如下的特點：
1．膜厚可控性和重複性好
2.薄膜與基片的附著力強
3.可以製備絕大多數材料的薄膜，包括合金，化合物等
4.膜層純度高，緻密
5.沉積速率低，設備也更複雜
三、磁控濺射鍍膜按照電源類型可分為：直流濺射、中頻濺射、射頻濺射：
不同濺射方式的比較：
四、反應濺射：
1.在濺射鍍膜時，有意識地將某種反應性氣體如氮氣，氧氣等引入濺射室並達到一定分壓，即可以改變或者控制沉積特性，從而獲得不同於靶材的新物質薄膜，2.如各種金屬氧化物、氮化物、碳化物及絕緣介質等薄膜。
3.直流反應濺射存在靶中毒，陽極消失問題，上個世紀80年代出現的直流脈衝或中頻孿生濺射，使反應濺射可以大規模的工業應用。
4.反應磁控濺射所用的靶材料（單位素靶或多元素靶）和反應氣體（氧、氮、碳氫化合物等）通常很容易獲得很高的純度，因而有利於製備高純度的化合物薄膜。
5.反應磁控濺射中調節沉積工藝參數，可以製備化學配比或非化學配比的化合物薄膜，從而達到通過調節薄膜的組成來調控薄膜特性的目的。
6.反應磁控濺射沉積過程中基板溫度一般不會有很大的升高，而且成膜過程通常也並不要求對基板進行很高溫度的加熱，因而對基板材料的限制較少。
7.反應磁控濺射適合於製備大面積均勻薄膜，並能實現對鍍膜的大規模工業化生產。
五、反應濺射的應用：
1.現代工業的發展需要應用到越來越多的化合物薄膜。
2.如光學工業中使用的TiO2、SiO2和TaO5等硬質膜。
3．電子工業中使用的ITO透明導電膜，SiO2、Si2N4和Al2O3等鈍化膜、隔離膜、絕緣膜。
4.建築玻璃上使用的ZNO、SnO2、TiO2、SiO2等介質膜
六、真空系統的基本知識
真空的定義：壓力低於一個大氣壓的任何氣態空間，採用真空度來表示真空的高低。
真空單位換算：1大氣壓≈1.0×105帕=760mmHg（汞柱）=760托
1托=133.3pa=1mmHg
1bar=100kpa
1mbar=100pa
1bar=1000mbar
TCO玻璃=Transparent Conductive Oxide 鍍有透明導電氧化物的玻璃
TCO材料：
SnO2:F(FTO fluorine doped tin oxide氟摻雜氧化錫)
ZnO:Al(AZO aluminum doped zinc oxide鋁摻雜氧化鋅)
In2O3:Sn(ITO indium tin oxide 氧化銦錫)
七、TCO薄膜的製備工藝
1. 薄膜的性質是由製備工藝決定的，改進位備工藝的努力方向是使製成的薄膜電阻率低、透射率高且表面形貌好，薄膜生長溫度低，與基板附著性好，能大面積均勻制膜且制膜成本低。
2.主要生產工藝：鍍膜過程中有氣壓、基片溫度、靶材功率、鍍膜速度；刻蝕過程中有HCl濃度、刻蝕速度、刻蝕溫度。
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