磁控溅射玻璃镀膜电源

磁控溅射电源原理磁控溅射电源这玩意儿可神奇啦！咱们先来说说啥是磁控溅射。

简单来讲，就像是一场微观世界的“子弹射击战”。

材料原子或者分子被当成“子弹”，从一个地方“射”到另一个地方，然后在目标表面形成一层薄薄的膜。

而磁控溅射电源呢，就是这场“射击战”背后的“能量提供者”。

想象一下，这个电源就像是一个超级大力士，不断地给“射手们”加油打气，提供足够的力量让它们能够快速、准确地发射。

它输出的电能就像是一股强大的洪流，推动着整个溅射过程顺利进行。

那它到底是怎么做到的呢？其实啊，磁控溅射电源内部有一套复杂但又超级厉害的机制。

它能把输入的普通电能，通过一系列的魔法变换，变成适合磁控溅射工艺的特殊电能。

比如说，它得控制电压和电流的大小和变化。

这就好像是控制水龙头的水流大小一样，得恰到好处。

电压太高或者电流太大，可能会把整个过程搞砸；电压太低或者电流太小，又没办法让“子弹”有力地射出去。

所以，电源得时刻保持警惕，精准地调整这两个参数。

而且哦，这个电源还得特别稳定。

不能今天心情好输出的能量多，明天心情不好输出的能量少。

它得像一个靠谱的老朋友，始终保持稳定的输出，让磁控溅射过程能够一直顺利进行，不会出现一会儿好一会儿坏的情况。

另外呢，磁控溅射电源还得应对各种各样的外界干扰。

就像我们在生活中会遇到各种烦心事一样，它也会遇到电压波动、电磁干扰等等麻烦。

但是，它可不能被这些小困难打倒！它得有坚强的“内心”，通过各种巧妙的设计和技术，把这些干扰统统排除掉，保证自己能够稳定可靠地工作。

你看，磁控溅射电源虽然看起来只是一个小小的设备，但它在磁控溅射这个大舞台上可是起着至关重要的作用呢！没有它，就没有那一层又一层完美的薄膜，没有那些高科技产品的诞生。

所以说啊，可别小看了这个家伙，它虽然不大，但是能量满满，为我们的科技进步默默地贡献着自己的力量！怎么样，是不是觉得它很厉害呢？。

磁控溅射镀膜机的使用流程1. 准备工作在操作磁控溅射镀膜机之前，需要进行一些准备工作，确保操作环境的安全和设备的正常运行。

•确认设备的电源线是否连接正常，并检查设备是否接地稳定。

•检查溅射镀膜机的压力表、温度计、流量计等仪表是否正常工作。

•检查溅射镀膜机的气源、电源等供应是否稳定。

2. 打开溅射镀膜机首先，需要打开磁控溅射镀膜机。

1.将溅射镀膜机的总电源开关置于开启状态。

2.检查控制面板是否正常亮起。

3.按下溅射镀膜机操作面板上的电子锁开关，解锁镀膜机的控制功能。

3. 调试设备参数在使用溅射镀膜机之前，需要根据工艺要求对设备参数进行调试。

1.调整辅助气体流量：根据工艺要求，通过操作面板上的流量调节阀，调整辅助气体的流量。

2.调整溅射镀膜机室内的真空度：根据工艺要求，使用溅射镀膜机上的真空度调节阀，调整室内的真空度。

3.设置溅射材料和靶材的参数：根据工艺要求，使用面板上的参数调节器，设置溅射材料和靶材的参数，如功率、速度等。

4. 加载靶材和标的物在进行溅射镀膜之前，需要先加载靶材和标的物。

1.打开磁控溅射镀膜机的前装门，将待镀膜的标的物放置在标的物台上。

2.打开磁控溅射镀膜机的靶材舱门，将靶材装入靶材托盘中，然后将靶材托盘放入靶材舱。

3.使用磁控溅射镀膜机的操作面板，将坐标定位到标的物的位置上。

5. 开始溅射镀膜一切准备就绪后，可以开始进行溅射镀膜操作了。

1.检查一遍设备的参数和操作流程是否设定正确。

2.按下溅射镀膜机操作面板上的“启动”按钮，启动溅射镀膜过程。

3.监控溅射镀膜过程中的参数变化，并根据需要进行相应的调整。

4.在镀膜时间达到要求后，按下操作面板上的“停止”按钮，停止溅射镀膜过程。

6. 完成操作完成溅射镀膜后，需要进行一些收尾工作。

1.关闭磁控溅射镀膜机的电源开关。

2.清理溅射镀膜机内的靶材残留物和镀膜沉积物。

3.维护设备，保持设备的清洁和正常运行。

4.将操作面板上的电子锁开关设置为锁定状态，以防止设备误操作。

磁控溅射法沉积TCO薄膜的电源技术1前言透明导电氧化物薄膜(TCO薄膜)有着广泛的用途，如作为LCD、OLED显示器面板的电极，作为触摸屏的感应电极，作为薄膜太阳能电池的电极以及作为LED芯片前电极等[1]。

目前，主要的TCO薄膜有氧化铟锡(ITO)、氧化锡(SnO2)、氧化锌铝(AZO)三种[2]，其中SnO2薄膜是最早应用的TCO薄膜，但由于其光电特性相对较差，目前主要应用在一些较低端的使用领域。

ITO薄膜是目前光电特性最好，使用范围最广的TCO薄膜，但其同时存在使用稀有元素In，生产成本较高、In元素有毒、在氢等离子工艺氛围中性能退化等缺点。

近年来，成本低、性能优良、无毒害的ZnO:Al(AZO)薄膜[3]得到了广泛的关注与研究，有希望替代ITO薄膜。

因此，ITO与AZO材料是当前研究和生产的最主要的TCO材料。

目前，产业界制备ITO、AZO薄膜主要是采用磁控溅射镀膜技术[4][5]。

磁控溅射技术基于等离子技术，通常是在存在高电势差的靶(阴极)与阳极之间注入气体(一般为Ar气)，通过等离子辉光放电实现对气体原子的离化，电场与磁场对离子加速和变向，进而轰击靶材表面，导致靶材原子被轰击到空间中，溅射在一块衬底材料上聚集形成薄膜[6]。

对于磁控溅射装置，磁控溅射电源决定了磁控溅射工艺过程等离子体状态，对镀膜工艺和膜层生长质量起着至关重要的作用[7]。

随着生产和科技不断发展，用户对产品质量性能的要求越来越高。

所以要求磁控溅射镀膜设备具有良好的可靠性、稳定性，有较高的镀膜效率和镀膜质量。

本文将主要描述磁控溅射ITO、AZO两大主要TCO薄膜的核心电源技术的发展现状、最新进展以及未来面临的挑战。

2磁控溅射TCO薄膜的电源技术发展概述2.1磁控溅射直流电源磁控溅射电源类型有直流电源、中频电源和射频电源。

其中中频电源与射频电源成本较高，且沉积速率偏慢，尤其是射频电源沉积速率慢且由于驻波效应等，不适宜进行大面积镀膜，因此在制备大面积TCO薄膜技术领域应用较少。

一.磁控溅射电镀上世纪80年代开始, 磁控溅射技术得到迅猛的发展, 其应用领域得到了极大的推广。

现在磁控溅射技术已经在镀膜领域占有举足轻重的地位, 在工业生产和科学领域发挥着极大的作用。

正是近来市场上各方面对高质量薄膜日益增长的需要使磁控溅射不断的发展。

在许多方面, 磁控溅射薄膜的表现都比物理蒸发沉积制成的要好；并且在同样的功能下采用磁控溅射技术制得的可以比采用其他技术制得的要厚。

因此, 磁控溅射技术在许多应用领域涉及制造硬的、抗磨损的、低摩擦的、抗腐蚀的、装潢的以及光电学薄膜等方面具有重要是影响。

磁控溅射技术得以广泛的应用,是由该技术有别于其它镀膜方法的特点所决定的。

其特点可归纳为:可制备成靶材的各种材料均可作为薄膜材料,涉及各种金属、半导体、铁磁材料,以及绝缘的氧化物、陶瓷等物质,特别适合高熔点和低蒸汽压的材料沉积镀膜在适当条件下多元靶材共溅射方式,可沉积所需组分的混合物、化合物薄膜;在溅射的放电气中加入氧、氮或其它活性气体,可沉积形成靶材物质与气体分子的化合物薄膜;控制真空室中的气压、溅射功率,基本上可获得稳定的沉积速率,通过精确地控制溅射镀膜时间,容易获得均匀的高精度的膜厚,且反复性好;溅射粒子几乎不受重力影响,靶材与基片位置可自由安排;基片与膜的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上,且由于溅射粒子带有高能量,在成膜面会继续表面扩散而得到硬且致密的薄膜,同时高能量使基片只要较低的温度即可得到结晶膜;薄膜形成初期成核密度高,故可生产厚度10nm以下的极薄连续膜。

1.磁控溅射工作原理:磁控溅射属于辉光放电范畴, 运用阴极溅射原理进行镀膜。

膜层粒子来源于辉光放电中, 氩离子对阴极靶材产生的阴极溅射作用。

氩离子将靶材原子溅射下来后,沉积到元件表面形成所需膜层。

磁控原理就是采用正交电磁场的特殊分布控制电场中的电子运动轨迹, 使得电子在正交电磁场中变成了摆线运动, 因而大大增长了与气体分子碰撞的几率。

用高能粒子(大多数是由电场加速的气体正离子)撞击固体表面(靶), 使固体原子(分子)从表面射出的现象称为溅射。

磁控溅射镀膜机技术规格1. 货物名称、数量磁控溅射镀膜机1套2. 工作条件及用途2.1 工作条件2.1.1 能在电源电压380?10%V、50?2%Hz、室温0?~40?的环境下连续正常工作。

2.1.2 连续工作时间能力不应少于168小时，设备服役期限15年。

2.2 用途主要用于镀制多层金属及金属化合物薄膜。

3. 技术规格卖方所提供的磁控溅射镀膜机必须是技术先进，经济合理，成熟可靠的产品。

本条中带*技术指标为关键指标，不允许有超标。

3.1基本要求磁控溅射镀膜机由无油真空系统、溅射系统、气体压强控制装置、气体流量控制装置以及烘烤旋转系统等组成。

可满足样品尺寸为,50mm，多片(4片以上)同时镀制要求，可满足三靶共溅射要求;溅射室采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造;气体管路采用不锈钢硬管;所有设备要求为集装式。

溅射室的观察窗不少于2个;备用接口不少于2个，溅射室内部应有照明装置。

3.1.1样品尺寸:?,50mm，*3.1.2膜厚不均匀性:?,5%;*3.1.3膜厚重复性?,3%;3.2真空系统3.2.1真空室直径?φ500mm。

-53.2.2极限真空度:? 6.0，10Pa-3*3.2.3恢复抽真空时间:从大气~4×10Pa小于15分钟-5*3.2.4真空测量装置范围:大气~1×10Pa3.2.5系统漏率:停泵关机12小时后真空度?5Pa。

3.2.6真空测量:宽量程真空计(用于真空监测)和精度优于1.5%的薄膜规(用- 1 -于工艺真空控制，建议采用美国MKS产品);3.3溅射系统3.3.1溅射材料: Ti，Pt，Au，钛酸锶钡等;还可溅射其它金属、氧化物等; *3.3.2溅射靶:溅射靶的数量不少于4个，可满足三靶共溅射要求;要求共溅射和单靶溅射模式转换调节方便;预留一个靶的空位和接口，作为离子源安装备用接口;3个直流靶为高真空型、1个射频靶，其中一个直流靶为磁场增强靶;靶位置:向上溅射;溅射靶与基片距离可调节，每只溅射靶分别配有挡板;4个永磁靶均为摆头靶，可分别实现多层镀膜和掺杂镀膜。

玻璃磁控溅射镀膜是一种在玻璃表面形成一层或多层金属、金属化合物或其它化合物薄膜的工艺技术。

以下是该工艺的简要介绍：
1. 溅射原理：在磁控溅射镀膜过程中，电子在电场的作用下加速飞向基片，与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子。

氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子（或分子）沉积在基片上成膜。

2. 磁控技术：二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内。

该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断地与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材。

经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚，远离靶材，最终沉积在基片上。

3. 镀膜种类：根据不同的应用需求，可以溅射不同的材料，形成各种不同的镀膜。

例如，热反射镀膜可以使玻璃具有遮蔽太阳光的功能；低辐射镀膜可以使玻璃具有保温作用，具有节能效果。

4. 工业应用：玻璃磁控溅射镀膜工艺在建筑、汽车、家居、电子等多个行业都有广泛的应用。

如LOW-E玻璃就是一种典型的磁控溅射镀膜玻璃，它具有保温、隔热、节能等效果。

总的来说，玻璃磁控溅射镀膜工艺通过精确控制薄膜的成分和厚度，赋予了玻璃一系列特殊的性能，极大地拓展了玻璃的应用范围。

如需更多信息，建议查阅磁控溅射镀膜相关论文获取。

磁控溅射玻璃镀膜电源Dr. Dirk OchsHÜTTINGER Elektronik GmbH + Co KG, Freiburg, Germany黄新盈深圳市微普真空系统集成有限公司介绍：近年来，建筑玻璃市场对Low‐e镀膜玻璃产生了巨大的需求。

特别是经济快速增长的中国，印度和东欧地区。

目前高档Low‐e主要采用磁控溅射方式镀膜，关于镀膜设备，Low‐E 制造商们关注的是溅射速率，薄膜质量和生产成本。

在Low‐E生产中，连续镀膜系统常用的是30‐200KW的直流和中频磁控溅射电源[1,2,3,4]。

对于建筑玻璃镀膜所使用的电源，则要求高精度的过程控制能力，配备强大的打弧管理系统，并提供可调整的参数。

能使生产过程中的干扰最大程度的减少，获得最优化的膜层。

为了保证溅射速率和产量，生产过程中对电源的打弧管理提出了很高的要求。

比如反应溅射低熔点材料，打弧非常容易在靶面上造成孔洞。

快速先进的打弧管理，能预防靶面产生的缺陷并且获得更高的功率，意味着安全可靠的获得更高的溅射速率。

应用：建筑玻璃的主要应用是阳光控制膜，低辐射膜和减反膜。

图1是典型的阳光控制膜系。

玻璃基板首先沉积了一层厚度在10‐100nm的SnO2。

膜厚从10nm从增加到100nm时，颜色则从银色渐变为青铜色，最后是蓝色。

在SnO2上还需要沉积CrNx和SnO2膜。

一个典型的低辐射膜系图2，开始也是先在玻璃基板上沉积SnO2，起到减反的作用。

然后是反射红外线的银层，再沉积阻挡层NiCrOx，和减反层SnO2。

减反的膜系（图3）由一个高折射系数材料和一个低折射系数的材料交替组合而成。

常用的高折射系数的材料有ZrO2,Ta2O5和TiO2。

低折射系数材料如MgF2，SiO2，或Al2O3。

金属膜通常是用直流电源驱动单个磁控靶溅射。

而氧化物和氮化物膜层则使用中频电源，配合孪生磁控靶进行反应溅射。

磁控溅射原理如图4所示首先是工艺气体通入到已经抽空的腔体中。

磁控溅射中电源的种类磁控溅射是一种常用的薄膜制备技术，广泛应用于电子、光电子、航空航天等领域。

而在磁控溅射过程中，电源作为能量的供给装置，起着至关重要的作用。

本文将详细阐述磁控溅射中电源的种类及其特点。

首先，我们先来了解一下磁控溅射的基本原理。

磁控溅射是利用高能粒子轰击目标材料表面，并将其溅射到基底材料上形成薄膜的一种方法。

在磁控溅射过程中，电源主要负责提供能量，使得靶材产生离子形成等离子体，进而完成溅射过程。

根据电源的种类和特点的不同，可以将磁控溅射中的电源分为以下几类。

一、直流电源直流电源是最常见的一类磁控溅射电源。

它通过直流电源的正极和负极施加在两个不同的电极上，使得靶材与基底之间产生电场。

在电场的作用下，电子从负电极加速，经过靶材时与其碰撞并溅射出离子，形成等离子体。

直流电源具有输出稳定、操作简单等特点，广泛应用于磁控溅射中。

二、脉冲电源脉冲电源是另一类常用的磁控溅射电源。

与直流电源相比，脉冲电源在输出电流上存在周期性变化。

它通过周期性的电流脉冲，使得靶材与基底之间的电场在正负极性之间切换。

这种脉冲切换的电场可以增强离子的动能，使得溅射速率更高，薄膜质量更好。

脉冲电源的使用可以提高磁控溅射的效率和薄膜的性能。

三、射频电源射频电源是一种高频交流电源，在磁控溅射中应用较为广泛。

它通过射频电场的作用，使得靶材与基底之间形成高频交变电场。

在交变电场的刺激下，靶材表面的原子和离子更容易被激发和溅射，进而形成等离子体。

射频电源具有频率可调、能量高等特点，适用于制备高质量薄膜和复杂结构的磁控溅射过程。

四、磁控溅射电源的选择在选择磁控溅射电源时，需要根据具体的应用需求和制备要求来确定。

直流电源操作简单、成本较低，适用于一般的薄膜制备。

脉冲电源虽然复杂度稍高，但通过调节脉冲参数可以改善溅射速率和膜层性能。

射频电源适用于制备高质量薄膜和复杂结构，但需要更高的成本投入和技术要求。

总结起来，磁控溅射中电源的种类有直流电源、脉冲电源和射频电源。

磁控溅射高频脉冲(A-2K)电源的研制1中南民族大学硕士学位论文磁控溅射高频脉冲（A<'2>K）电源的研制姓名：刘亚东申请学位级别：硕士专业：等离子体物理指导教师：孙奉娄20080501摘要根据调研和文献，对不同的溅射技术进行了比较，针对脉冲磁控溅射（Pulse Megnetron Sputtering（PMS））的特点及受限于电源技术的瓶颈，提出了A2K（Active Arc Killer）电源指标：输出频率最高达300kHz，负向电压在0～-500V可调，负向最大峰值电流达2A，正向电压在0～100V可调，正向最大峰值电流达1A，负向占空比10％～60％范围可调的双向脉冲电源。

为了实现电源指标，分析了拟设计电源的难点：主要是受电力电子器件的限制，电压、电流和频率同时达到所需水平的电力电子器件目前在国内无法找到，即使找到了成本也是相当高。

因此，本文从结构上入手，提出了整体的电源解决方案，它由两个独立的DC/DC变换（分别用于调节正、负向电压）、一个斩波系统（用于形成正向脉冲）和一个逆变倍频系统（用于形成负向脉冲）构成。

逆变倍频系统及其与斩波系统的配合是核心问题，方案在一定程度上突破了电力电子器件的限制，为溅射电源设计提供了新的方案。

根据总体方案，详细论述了主电路的拓扑选择、功率器件的选择、磁性器件的设计、缓冲电路的选择、控制电路和驱动电路的设计。

在比较了各种拓扑优缺点之后，根据电源指标要求，选择了全桥电路作为负向调压系统的DC/DC变换拓扑，正激电路作为正向调压系统的DC/DC变换拓扑，逆变倍频系统也采用全桥逆变，副边采用可控整流。

由于对频率有较高要求，功率开关管全部采用功率MOSFET。

讨论了中高频下Miller效应对功率开关管驱动的影响及其解决方案，还讨论了缓冲电路的作用及参数选择。

本文还从工程经验上详细描述了电源调试中出现的问题和如何解决这些问题的详细过程。

磁控溅射镀膜实验报告..doc
本次实验的目的是磁控溅射镀膜技术在材料科学中的应用，通过对磁控溅射镀膜过程的研究，探究其原理，并对所得到的薄膜进行分析。

一、实验步骤
1.将不同材料的基片放入溅射室中。

2.通过高频电源将气体放入溅射室中。

3.通过磁控电源产生磁场，使气体被激发。

4.激发后的气体离子在磁场作用下，被加速与基片的表面相撞，形成薄膜。

5.取出薄膜进行表面形貌、成分和结构的分析。

二、实验结果
本次实验我们选取了铜、铁和碳三种材料进行磁控溅射镀膜实验，得到了三组薄膜。

通过扫描电镜、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜等手段对其进行了分析。

1.铜薄膜：表面均匀光滑，没有明显的颗粒，厚度在几十纳米。

2.铁薄膜：表面呈现网状结构，均匀分布的圆形颗粒，颗粒直径约为100纳米，厚度在50纳米左右。

3.碳薄膜：表面比较光滑，无明显纹路和颗粒，但是颜色比较暗，黑色。

通过X射线衍射实验，铜和铁薄膜的晶体结构比较完善，而碳薄膜由于其非晶结构，无法通过X射线衍射仪观察到其晶体形态。

另外，通过场发射扫描电子显微镜对样品进行表面成分分析，我们发现铜薄膜表面主要是铜元素，铁薄膜表面主要是铁元素，碳薄膜表面主要是碳元素。

三、经验总结
1.磁控溅射镀膜技术是一种高端的材料制备方法，具有良好的制备效果和广泛的应用前景。

2.制备薄膜的品质取决于材料本身的质量和处理工艺。

3.通过对薄膜的表面形貌、成分和结构的分析，可以更好的了解样品的特性和有效性。

4.在实验中，操作人员需要熟悉实验设备的操作规程，正确使用实验设备并遵守实验安全规范。