物理气相沉积镀膜技术在模具上的应用---溅射镀和离子镀

溅射镀
⒈原理
⑴在高电压作用下，阴极靶发出电子高速飞向阳极。
⑵高速电子撞击气体分子，产生辉光放电，气体离化。
⑶离化后的气体离子（正离子）冲向阴极靶，将靶材中的原子溅射出来。
⑷溅射出来的靶材原子在工件表面沉积成膜。
⒉缺陷
⑴工件表面温度高→因高速电子直冲（轰击）工件。
⑵工作电压高→为了获得高速电子产生辉光放电。
⑶沉积速率低→因轰击离子（正离子）能量较低，溅射原子较少。
⑷不能溅射半导体和介质材料。
⒊发展
⑴三极溅射
⑵磁控溅射
⑶射频磁控溅射
⒋溅射镀膜的特点（与蒸镀相比）
⑴溅射粒子的能量比蒸镀高1-2个数量级。高能粒子可清洗基体→结合力↑
⑵薄膜质量好→高能粒子扩散能力强→薄膜致密高能粒子形核率高→晶粒细化。
⑶磁控溅射的效率高，成膜速度高(可达2微米/min)。
⑷工件温度低，对基体要求低，适用面广。
⑸可沉积纯金属、合金、半导体、介质及其化合物。
⑹可实现大面积沉积，可以大规模连续生产。

离子镀
⒈原理→在基片和蒸发源间加上数百至数千伏的直流电压，使真空室内的工作气体（Ar或N）离化，使蒸发粒子（原子、分子）部分离化。在电场作用下（负偏压），这些离子与其它粒子一起以高能量射向基体表面沉积成膜。
⒉特点
⑴结合力↑↑→离子注入，过度层；轰击加热微扩散。
⑵薄膜致密→边沉积边轰击。
⑶均镀能力强→工件在等离子体中；离子、粒子相撞，方向分散。
⒊常用离子镀方法
⑴空心阴极离子镀(HCD)
①蒸发：阴极空心钽管（HCD枪）中通Ar，产生热电子束，加速后聚焦到坩埚。
②离化：镀膜材料被加热蒸发，www.hongchao-dg.cn反应气体（N）和蒸发粒子在等离子体中部分离化（10-20%）。
③沉积：在蒸发沉积的基础上，在工件上加负偏压，吸引高能离子轰击并沉积成膜。
④特点：结合力高沉积速率不太高→因离化率只有10-20%。
⑵多弧离子镀
①蒸发离化
Ⅰ引弧→一触即离。
Ⅱ弧光斑点高速游动在靶面。
Ⅲ斑点在靶面上形成瞬间微熔池。
Ⅳ因温度极高，熔料瞬间喷发并大部离化，形成等离子体。
Ⅴ工作气体（N）亦被离化。
②沉积→高能离子在负偏压作用下高速冲向基体并沉积。
③优点
结合力↑↑
沉积速率高→离化率60-95%无坩埚污染。
多靶工作，任意安置，均镀↑
④缺点→液滴！！！

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