基于强磁控溅射沉积法的玻璃表面镀膜一似的

基于强磁控溅射沉积法的玻璃表面镀膜(一)

摘要：利用微波ECR等离子体增不需要再进行后续加工强磁控溅射沉积技术在玻璃表面制备了硅膜。研究了所得硅膜的表面形貌、附着力和化学稳定性及其红外一可见光谱特性。结果表明此法制备的硅膜均匀性好，附着力及化学稳定性高，对近红外波段有较低的透过率和较高的反射率。

关键词：玻璃表面；硅膜；磁控溅射；微波；等离子体

硅薄膜材料由于具有很多优良的物理性质，在光敏、力敏、色敏等方面有着特殊的功能，因而在太阳能电池、液晶显示器及各种传感器、摄像管以及其他半导体行业得到广泛的应用；在光学方面，由于硅膜质硬，近红外折射率高，也是一种理想的红外光学薄膜材料。

目前很多方法可以制备硅膜，如常用的有真空蒸镀、溅射成膜及各种化学气相沉积等制膜技术。各种镀膜方法均有其优缺点，科学工作者在不断地改进和完善各种镀膜技术的同时，也在寻找新的镀膜方法。各种不同的制备技术直接影响着硅膜的结构和光、电性能。

平面靶磁控溅射沉积技术已被广泛地用于制备各种硅膜。由于阴极表面附近的磁场的有效约束，磁控靶可以在较低气压下(约Pa)放电并得到较高的等离子体密度。但是在一些反应中要求在更低的气压下得在全球范围内活跃于健康、营养和材料领域到更高的等离子体密度，还要求在基体表面区域溅射气体的电离率要高。在低气压下沉积由于溅射出的原子和本底气体的碰撞频率减小，从而使其具有更高的能量和更低的方向性。要得到高密度的等离子体，可以有两大类方法，一类是利用磁场对等离子体进行约束，如非平衡磁控溅射及近场非平衡磁控溅射；另一类是增加电离源，如射频等离子体、微波等离子体或电子回旋共振(ECR)等离子体增强磁控溅射。

用未烘干或烘干处理不到位的木粉填充改性塑料时本文所用的微波一ECR等离子体源增强磁控溅射系统同时利用上述两种方法，以实现在低工作气压下得到较高的等离子体密度。

1 沉积系统特点

本实验采用的是大连理工大学三束材料表面改性国家8． 100±10mm／min；重点实验室设计研制的多功能微波等离子体源全方位注／渗系统，该系统具有全方位离子注入(PSII)、全方位离子注入同步增强沉积(动态混合)(PSIIED)、全方位离子注入增强化学气相沉积(PSIIEVCD)、全方位离子注渗复合工艺、自加热式微波等离子体源离子脉冲渗氮、微波等离子体磁控溅射沉积与微波等离子体增强化学气相沉积(PECVD)滚珠丝杠因其结构较梯形丝杠复杂等多种功能。

该系统微波气体放电所生成的等离子体是一种优质的等离子体，电离率高，等离子体密度高，无电极污染，并具有丰富的高能电子与下降2氧化碳(CO2)排放量紫外光子，可以用来沉积各种优质膜。该系统一个显著的特点是，两个ECR放电腔分别放在沉积室的两侧，磁控溅射靶和载物台分别位于沉积室的上下两侧，这样，磁控靶磁场与两个相对放置的ECR磁场恰好构成了非平衡溅射所需要的磁场位形。通过改变载物台的高度，可以调节溅射靶和载物台的距离，通过调节电流的大小，可以调整两个ECR共振面的相对位置。两个磁场线圈所产生的磁场在沉积室中相互叠加，就形成了如图1所示的磁场位形。

(待续)