物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)是一类在高真空环境下通过物理方式将材料转化为气相并沉积薄膜的技术,也称为真空镀膜。
:包括气压、离子电流、溅射时间等。SD-900采用了CPU程序控制定时和功能,各项参数设定直观可靠,可实现对真空腔压强和离子电流的实时调节,以获得最佳镀膜效果。合理的工艺设定能确保薄膜以适当速率生长(SD-900溅射速率可达4 nm/分钟以上),避免过高温升对样品的损伤,并控制晶粒生长和应力。
样品制备流程的每一步都直接关系到薄膜最终质量。例如,清洁的表面使薄膜附着更牢固,减少膜下界面缺陷;优化的真空和气氛防止薄膜在沉积过程中氧化变色或产生气孔;均匀的工艺参数和样品旋转等措施则保证了大面积上的膜厚均匀性。实验表明,通过良好的制备流程,可获得致密且纯净的膜层,显著减少针孔和杂质含量。同时,多次重复制膜时厚度的一致性也更有保障——因为溅射沉积可以通过电流和时间精确控制膜厚,每次都能重现设定的膜厚目标。因此,规范的样品制备和SD-900这类性能稳定的镀膜仪相结合,使薄膜质量、均匀度和重现性都达到科研要求的高标准。
二级直流离子溅射技术的原理与优势
直流离子溅射(DC Sputtering)是溅射镀膜最基础也最早应用的技术之一。在典型的直流溅射系统中,靶材连接阴极、基片或腔体为阳极,两极间施加直流高压电场,在氩气等离子体中加速正离子撞击阴极靶材表面。高速氩离子将靶材表面的原子击出,这些被溅射出的原子随即飞向基片并沉积成薄膜。因为该溅射装置主要依赖阴阳两极电场维持放电,所以在中文中常形象地称为“二极溅射”装置,其核心仍是直流等离子轰击靶材的物理过程。
直流溅射具有结构简单、使用方便的优点,但由于缺乏磁场约束等增强手段,在等离子体维持和沉积速率方面相对效率较低。例如,传统直流溅射需要一定气压(>0.1 Pa)的氩气才能维持放电,且无法直接溅射绝缘材料(因为直流电荷会在绝缘靶表面积累)。为克服这些不足,后续发展了射频溅射、磁控溅射等改进技术。不过,在很多科研与试制场景下,直流溅射仍然因其稳定可靠和成本较低而被广泛采用,尤其适用于溅射金属等导电材料薄膜。
二级直流离子溅射由于持续的离子轰击,能赋予薄膜一些独特优势。首先,直流溅射提供了连续的离子动能输入,使沉积原子在抵达基片时仍具有较高能量,有助于在薄膜生长过程中实现原子重排和致密堆积。研究指出,直流溅射脱靶原子的能量比热蒸发法高出1~2个数量级,高能原子在基片表面沉积时会转化为热能并促进膜原子扩散, 这一过程增强了膜与基底的结合力。部分高速原子甚至会嵌入基片表层,形成过渡扩散层,同样有利于膜层