離子束濺射鍍膜設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?

一、離子束濺射的優(yōu)點(diǎn)

1、濺射鍍膜是依靠動(dòng)量交換作用使固體材料的原子、分子進(jìn)入氣相，濺射出的平均能量10eV，高于真空蒸發(fā)粒子的100倍左右，沉積在基體表面上之后，尚有足夠的動(dòng)能在基體表面上遷移，因而薄膜質(zhì)量較好，與基體結(jié)合牢固。

2、任何材料都能濺射鍍膜，材料濺射特性差別較其蒸發(fā)特性差別小，即使是高熔點(diǎn)材料也能進(jìn)行濺射，對(duì)于合金、靶材化合物材料易制成與靶材組分比例相同的薄膜，因而濺射鍍膜的應(yīng)用非常廣泛。

3、濺射鍍膜中的入射離子一般利用氣體放電法得到，因而其工作壓力在10-2Pa~10Pa范圍，所以濺射離子在飛到基體之前往往已與真空室內(nèi)的氣體分子發(fā)生過碰撞，其運(yùn)動(dòng)方向隨機(jī)偏離原來的方向，而且濺射一般是從較大靶表面積中射出的，因而比真空鍍膜得到均勻厚度的膜層，對(duì)于具有勾槽、臺(tái)階等鍍件，能將陰極效應(yīng)造成膜厚差別減小到可以忽略的程度。但是，較高壓力下濺射會(huì)使膜中含有較多的氣體分子。

4、可以使離子束精確聚焦和掃描，在保持離子束特性不變的情況下，可以變換靶材和基片材料，并且可以獨(dú)立控制離子束能量和電流。由于可以精確地控制離子束的能量、束流大小與束流方向，而且濺射出的原子可以不經(jīng)過碰撞過程而直接沉積薄膜，因而離子束濺射方法很適合于作為一種薄膜沉積的研究手段。

4.離子束濺射的缺點(diǎn)

離子束濺射的主要缺點(diǎn)就是轟擊到的靶面積太小，沉積速率一般較低。而且，離子束濺射沉積也不適宜沉積厚度均勻的大面積的薄膜。并且濺射裝置過于復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行成本較高。

真空鍍膜設(shè)備中磁控濺射的起輝條件有那些？

Sputter濺鍍輝光放電（Glow Discharge）在真空狀況發(fā)光情形

低壓氣體中顯示輝光的氣體放電現(xiàn)象。在置有板狀電極的玻璃管內(nèi)充入低壓（約幾毫米汞柱）氣體或蒸氣，當(dāng)兩極間電壓較高（約1000伏）時(shí)，稀薄氣體中的殘余正離子在電場(chǎng)中加速，有足夠的動(dòng)能轟擊陰極，產(chǎn)生二次電子，經(jīng)簇射過程產(chǎn)生更多的帶電粒子，使氣體導(dǎo)電。輝光放電的特征是電流強(qiáng)度較小（約幾毫安），溫度不高，故電管內(nèi)有特殊的亮區(qū)和暗區(qū)，呈現(xiàn)瑰麗的發(fā)光現(xiàn)象。

輝光放電時(shí)，在放電管兩極電場(chǎng)的作用下，電子和正離子分別向陽極、陰極運(yùn)動(dòng)，并堆積在兩極附近形成空間電荷區(qū)。因正離子的漂移速度遠(yuǎn)小于電子，故正離子空間電荷區(qū)的電荷密度比電子空間電荷區(qū)大得多，使得整個(gè)極間電壓幾乎全部集中在陰極附近的狹窄區(qū)域內(nèi)。這是輝光放電的顯著特征，而且在正常輝光放電時(shí)，兩極間電壓不隨電流變化。

在陰極附近，二次電子發(fā)射產(chǎn)生的電子在較短距離內(nèi)尚未得到足夠的能使氣體分子電離或激發(fā)的動(dòng)能，所以緊接陰極的區(qū)域不發(fā)光。而在陰極輝區(qū)，電子已獲得足夠的能量碰撞氣體分子，使之電離或激發(fā)發(fā)光。其余暗區(qū)和輝區(qū)的形成也主要取決于電子到達(dá)該區(qū)的動(dòng)能以及氣體的壓強(qiáng)（電子與氣體分子的非彈性碰撞會(huì)失去動(dòng)能）。

輝光放電的主要應(yīng)用是利用其發(fā)光效應(yīng)（如霓虹燈、日光燈）以及正常輝光放電的穩(wěn)壓效應(yīng)（如氖穩(wěn)壓管）。

2、電暈現(xiàn)象就是帶電體表面在氣體或液體介質(zhì)中局部放電的現(xiàn)象，常發(fā)生在不均勻電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度很高的區(qū)域內(nèi)（例如高壓導(dǎo)線的周圍，帶電體的尖端附近）。其特點(diǎn)為：出現(xiàn)與日暈相似的光層，發(fā)出嗤嗤的聲音，產(chǎn)生臭氧、氧化氮等。

均勻電場(chǎng)中，由于各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度都是一樣的，當(dāng)施加穩(wěn)態(tài)電壓（直流、工頻交流），電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，間隙就擊穿了。但日常很難見到均勻電場(chǎng)。對(duì)于稍不均勻的電場(chǎng)，日常見得很多。如球-球間隙，球-板間隙等，以球-球間隙為例，當(dāng)間隙距離小于1/4D時(shí)，其電場(chǎng)基本為均勻電場(chǎng)，當(dāng) D/4 ≤S≤ D/2 時(shí)，其電場(chǎng)為稍不均勻電場(chǎng)。

均勻電場(chǎng)的放電電壓也可用公式計(jì)算，公式為（單位為kV）：

δ―空氣相對(duì)密度；

s―間隙距離cm；

應(yīng)用說明

不均勻電場(chǎng)的差別就在于空氣間隙內(nèi)，各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，在電力線比較集中的電極附近，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，而電力線疏的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度很小，如棒-棒間隙，是一對(duì)稱的不均勻電場(chǎng)，在電極的尖端處電力線最集中，電場(chǎng)強(qiáng)度也最大。當(dāng)加上高壓后，會(huì)在電極附近產(chǎn)生空氣的局部放電――電暈放電，電壓再加高時(shí)，電暈放電更加強(qiáng)烈，致使間隙內(nèi)發(fā)生刷狀放電，而后就擊穿了（電弧放電）。如棒-板間隙，在尖電極附近電場(chǎng)強(qiáng)度最大，加上高壓后，電極附近先產(chǎn)生電暈放電，而板上的電力線很疏，不會(huì)產(chǎn)生電暈。當(dāng)電壓足夠高時(shí)，棒極也將產(chǎn)生刷狀、火花放電，最后導(dǎo)致電弧放電（擊穿）。電暈多發(fā)生在導(dǎo)體殼的曲率半徑小的地方，因?yàn)檫@些地方，特別是尖端，其電荷密度很大。而在緊鄰帶電表面處，電場(chǎng)E與電荷密度σ成正比，故在導(dǎo)體的尖端處場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng)（即σ和E都極大）。所以在空氣周圍的導(dǎo)體電勢(shì)升高時(shí)，這些尖端之處能產(chǎn)生電暈放電。通常均將空氣視為非導(dǎo)體，但空氣中含有少數(shù)由宇宙線照射而產(chǎn)生的離子，帶正電的導(dǎo)體會(huì)吸引周圍空氣中的負(fù)離子而自行徐徐中和。若帶電導(dǎo)體有尖端，該處附近空氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度E可變得很高。當(dāng)離子被吸向?qū)w時(shí)將獲得很大的加速度，這些離子與空氣碰撞時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生大量的離子，使空氣變成極易導(dǎo)電，同時(shí)借電暈放電而加速導(dǎo)體放電。因空氣分子在碰撞時(shí)會(huì)發(fā)光，故電暈時(shí)在導(dǎo)體尖端處可見亮光。

應(yīng)用

(1)電暈引起電能的損耗，并對(duì)通訊和廣播發(fā)生干擾。例如，雷雨時(shí)尖端電暈發(fā)電，避雷針即用此法中和帶電的云層而防止雷擊。

(2)靜電復(fù)印機(jī)的充電過程是光導(dǎo)體鼓在暗處并處在某一極性的電場(chǎng)中，使其表面均勻地充上某種極性的電荷而具有一定的表面電位的過程。這一過程實(shí)際上是鼓的敏化過程，使原來不具備感光性的鼓具有較好的感光性。它通常采用電暈放電法，即在離鼓一定距離的電極絲上加高壓電，使其產(chǎn)生電暈放電，使光導(dǎo)體表面帶上靜電荷的過程，這個(gè)過程叫“充電”。

3、火花一般的要包括電火花

電火花一般是尖端放電現(xiàn)象，伴隨自由電荷的轉(zhuǎn)移，發(fā)光發(fā)熱，不同于一般的燃燒現(xiàn)象

石頭與石頭磨檫，局部溫度并達(dá)不到組成石頭物質(zhì)的燃點(diǎn)，只不過是快速摩擦起電，電荷又迅速中和，所以產(chǎn)生的是電火花

4、弧光放電是常壓氣體高溫下放電，電壓不高、電流比較大，通常用在儀器的光源部分。此外氣體放電還有電勢(shì)差導(dǎo)致的火花放電

輝光其實(shí)粒子在碰撞過程中損失的能量以光子的形式釋放出來。在磁控濺射過程中，粒子是被電離后的氬離子和電子，故首先氬氣的電離需要足夠的電場(chǎng)，所以與電壓和靶基距有關(guān)；再者，粒子在電場(chǎng)中的碰撞需要足夠空間運(yùn)動(dòng)，損失的能量足夠高才一可見光的形式出現(xiàn)，那么氬離子和電子要有足夠的運(yùn)動(dòng)空間，所以與靶基距有關(guān)；還有，如果氣壓較小，氣體分子少，光強(qiáng)也就很小，所以還需要適當(dāng)?shù)臍鈮骸?/p>

故，在我認(rèn)為，總體上跟靶基距、電壓、氣壓，當(dāng)然也就跟功率有關(guān)了