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影響鍍膜機磁控靶點火電壓的幾個因素

發布日期:2019-09-27 00:00 來源:http://www.teefurs.com 點擊:

1.關於巴-刑曲線


  在工作氣體種類、成分、氣壓和陰極材料已確定及其它條件不變的條件下,鍍膜機陰-陽兩極間的氣體放電點火電壓的高低可由巴-刑定律來說明,氣體點燃電壓Uz不僅和氣壓P、極間距d有關,而且和P與d的乘積有關(即Uz是P×d乘積的函數,不是單獨是P或d的函數)。巴-刑曲線的左側與下側是不能形成自持放電區域;右上側是可以形成穩定自持放電區域;磁控濺射通常工作在巴-刑曲線的左支。利用這個規律,在放電部件(磁控靶、引出電極等)的結構設計中,通過調整結構間隙的手段來控製各電極對屏蔽罩、金屬腔體間的放電和打弧。從巴-刑曲線可以看出,由陰-陽極,真空腔體等組成的放電係統中,如果極間距等於零,形成短路;如果距離過大(電壓不過高)形成斷路;隻有距離適當,才能自持輝光放電。根據巴-刑曲線,當極間距小於1.5~2mm,間隙的深度為8~10mm(10-1 Pa)無接觸時,即使極間有上千伏的電位差,仍然不能放電和打弧.,也是真空機械設計中,為了防止不是等電位電極間打火放電而經常采用的所謂“間隙保護”設計的理論依據。

鍍膜機

2. 氣體壓力對點火電壓的影響


  在磁控靶濺射鍍膜工藝過程中,由於磁控靶的陰-陽極間距一經確定就是一個大體不變的值,工作氣體的壓力在一定的(例如0.1Pa~10Pa)範圍內變化可能會對點火電壓產生較大的影響,總的變化趨勢為:隨著工作氣體的壓力的逐步增大,磁控靶點火電壓相應降低。不同的磁控靶、不同材質的靶材,靶啟輝點火的工作氣體壓強不盡相同。


3. 電源對點火電壓的影響


  在同等條件下,選用射頻靶電源比選中頻或直流靶電源,磁控靶陰極點火電壓和工作(濺射)電壓都會要降低;選用射頻、中頻正弦半波或脈衝靶電源,比選低頻率同類波形靶電源,陰極點火電壓和工作(濺射)電壓均會要降低;


4. 靶材對點火電壓的影響


  (1) 陰極靶材的不同材質,因濺射的能量閥值的不同,一般濺射“逸出功”較小的陰極靶材,其點火電壓和工作的電壓要低一些,反之則會高一些。


  (2) 鐵磁性靶材(鐵、鈷、鎳、氮化鐵等)和鐵素體靶材,會偏轉和減少陰極濺射靶麵磁場對磁控靶造成影響。靶麵磁場的降低,使磁控靶需要很高的電壓才能點火起輝。


  (3) 點火電壓與磁控靶靶材濺射麵積和真空腔體的機械尺寸大小有關。靶材濺射麵積大,或是真空腔體的機械尺寸大,相應充入工作氣體的絕對數量值較多,在同一陰-陽極電壓下,工作氣體例如氬氣電離出導電正離子和電子亦增多,導致點火電壓下降(在鍍膜時還會造成磁控靶濺射電壓一定程度上的降低)。


5. 磁控濺射鍍膜靶電源的空載電壓


  (1) 靶電源輸出的空載電壓主要供磁控靶“點火起輝”用,其峰值電壓大體可分為三擋,即:800V-1KV-1.2(或1.3)KV左右。


  (2) 大約在5KW以下的靶電源輸出空載電壓的峰-峰值Vp-p一般在1~1.3KV左右;5KW以上的靶電源其輸出的空載電壓的峰-峰值Vp-p大約在800~1KV;且電源功率越大, 其輸出的空載電壓越接近偏小值。


  (3) 鐵磁性靶材(鐵、鈷、鎳、氮化鐵)以及其它鐵素體靶材,在選用靶電源輸出的空載電壓時,須選擇靶電源輸出空載電壓峰-峰值Vp-p範圍的偏大數值。


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