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真空镀膜偏压电源简介

真空镀膜偏压电源简介

发布日期:2019/3/20 10:47:31

下面,详细介绍真空镀膜机的各部分组成及其工作原理:

1、真空主体:真空腔根据加工产品要求的各异,真空腔的大小也不一样,目前应用最多的有直径1.3M、0.9M、1.5M、1.8M等,腔体由不锈钢材料制作,要求不生锈、坚实等,真空腔各部分有连接阀,用来连接各抽气泵浦。  

2、辅助抽气系统:排气系统为镀膜机真空系统的重要部分,主要有由机械泵、增压泵(主要介绍罗茨泵)、油扩散泵三大部分组成。此排气系统采用"扩散泵+机械泵+罗茨泵+低温冷阱+polycold"组成。排气流程为:机械泵先将真空腔抽至小于2.0*10-2PA左右的低真空状态,为扩散泵后继抽真空提供前提,之后当扩散泵抽真空腔的时候,机械泵又配合油扩散泵组成串联,以这样的方式完成抽气动作。 

      负偏压的作用

提供粒子能量;

对于基片的加热效应;

清除基片上吸附的气体和油污等,有利于提高膜层结合强度;

活化基体表面;

对电弧离子镀(Arc Ion Plating)中的大颗粒有净化作用;


偏压的分类

根据波形可分为:

直流偏压

直流脉冲偏压

直流叠加脉冲偏压

双极性脉冲偏压

直流偏压和脉冲偏压的比较

传统的电弧离子镀是在基片台上施加直流负偏压控制离子轰击能量, 这种沉积工艺存在以下缺点:

        基体温升高, 不利于在回火温度低的基体上沉积硬质膜。

        高能离子轰击造成严重的溅射, 不能简单通过提高离子轰击能量合成高反应阈能的硬质薄膜。

直流偏压电弧离子镀工艺中,为了抑制因离子对基体表面连续轰击而导致的基体温度过高,主要采取减少沉积功率、缩短沉积时间、采用间歇沉积方式等措施来降低沉积温度,这些措施可以概括地称为能量控制法'这种方法虽然可以降低沉积温度,但也使薄膜的某些性能下降,同时还降低了生产效率和薄膜质量的稳定性,因此,难以推广应用。

脉冲偏压电弧离子镀工艺中,由于离子是以非连续的脉冲方式轰击基体表面,所以通过调节脉冲偏压的占空比,可改变基体内部与表面之间的温度梯度,进而改变基体内部与表面之间热的均衡补偿效果,达到调控沉积温度的目的。这样就可以把施加偏压的脉冲高度与工件温度独立分开(互不影响或影响很小)调节,利用高压脉冲来获得高能离子的轰击效应以改善薄膜的组织和性能,通过降低占空比来减小离子轰击的总加热效应以降低沉积温度。


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