直流磁控溅射电源的工作原理和工作方式

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发布时间：2022-05-25 15:18

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　　直流磁控溅射电源是用矩形波电压的脉冲电源代替传统的DC电源进行磁控溅射沉积的一种方法。直流磁控溅射电源技术可以有效抑制电弧的产生，消除薄膜缺陷，同时可以提高溅射沉积速率，降低沉积温度。

　　脉冲可分为双向脉冲和单向脉冲。双向脉冲在一个周期内有正电压和负电压两个阶段。在负电压阶段，电源对靶的溅射起作用。在正电压阶段，引入电子以中和靶表面积累的正电荷，表面被清洗和曝光。施加在靶上的脉冲电压与一般磁控溅射相同(400 ~ 500 V)。直流磁控溅射电源通常采用方波脉冲波形，能有效消除中频范围(20 ~ 200 kHz)异常电弧放电的发生，控制靶材放电的时间，保证靶材不中毒，不出现电弧放电，进而断开靶材电压，甚至使靶材带正电。由于等离子体中的电子速度远高于离子速度，所以要改变的靶的正电压一般只需要负偏压的10% ~ 20%，就可以防止电弧放电。认为脉冲宽度(正负电压与时间之比)起关键作用，当脉冲宽度达到1：1时，抑制效果更好。正电压对电弧放电没有明显影响，但对沉积速率有很大影响。当正电压从10%提高到20%(负电压与正电压之比)时，沉积速率可提高50%。

　　双向脉冲更常用于双靶封闭非平衡磁控溅射系统。在该系统中，两个磁控靶连接到同一个脉冲电源，类似于中频双靶。两个靶交替充当阴极和阳极，阴极靶溅射的同时，阳极靶完成表面清洗，从而周期性地改变磁控管靶的极性，产生“自清洗”效果。

　　直流磁控溅射电源的主要参数包括溅射电压、脉冲频率和占空比。由于等离子体中的电子比离子具有更高的迁移率，正电压值只需要负电压值的10% ~ 20%，就能有效中和靶表面积累的正电荷。脉冲频率通常在中频范围内，频率下限通过保证目标表面积累电荷形成的场强低于击穿场强的临界值来确定。频率上限主要通过考虑沉积速率来确定。一般在保证稳定放电的前提下，频率尽量低。在保证正电压阶段能完全中和靶面上积累的电荷的前提下，尽可能提高占空比，以达到电源的更大效率。

　　另一个是对衬底施加脉冲偏压。脉冲偏压可以大大提高基片上的离子束电流。在直流磁控溅射电源中，当DC负偏压一般施加到- 100 V时，衬底离子束电流会达到饱和。增加负偏压不会增加衬底离子束电流。一般认为饱和电流是离子束电流，电子无法接近衬底表面。研究表明，脉冲偏压不仅可以提高衬底的饱和电流，而且随着负偏压的增大，饱和电流也增大。当脉冲频率增加时，效果更明显。其机理尚不清楚，可能与振荡电场产生等离子体的电离率和较高电子温度的影响有关。脉冲负偏压提供了一种有效控制基底电流密度的新方法，可用于优化薄膜结构和附着力，缩短溅射清洗和基底加热时间。

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上一个: 直流磁控溅射电源技术的应用现状和存在问题思考

下一个: 偏压电源的应用以及介绍

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直流磁控溅射电源的制作方法

2021-11-11

直流磁控溅射电源在高频变换模式下工作，直流输出且电源电流的调整通过改变高频变换的脉冲宽度来实现，那么，下面一起了解下直流磁控溅射电源的制作方法吧!

高功率脉冲磁控溅射电源的制作方法

2021-11-09

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2021-11-08

高功率脉冲磁控溅射电源使用矩形波电压的脉冲电源代替传统的直流电源进行磁控溅射沉积。高功率脉冲磁控溅射电源技术可以有效地抑制电弧的产生，消除由此产生的薄膜缺陷，同时提高溅射沉积速度，降低沉积温度等一系列显着的优点，那么，下面一起了解下高功率脉冲磁控溅射电源的工作原理和工作方式吧!

冶金工业轧制生产厂家亲睐中频电源

2023-03-21

现阶段，中频电源和中频电炉、恒温炉、热处理设备等金属熔炼生产线设备，以其熔炼种类拆换便捷、熔炼品质易于控制、使用灵便简易、特性高功率密度大、熔炼速度更快、热效高、熔炼便捷等众多优势遭受冶金工业轧制生产厂家亲睐。

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2023-03-06

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中频电源为铸造业常见的废旧钢材冶炼厂

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1、中频熔炼炉开关电源为串联模式并且是单供电模式，每件电炉一套变电器、一套单供电系统中频电源系统软件;2、中频熔炼炉开关电源为串联模式并且是双供电模式，每件电炉一套变电器、一套并联谐振中频电源系统软件，每件电炉采用双炉体，与此同时供电的方法，双炉体具备与此同时工作中,一个炉体熔融和一个炉体提温、隔热保温、热处理的功效。

中频电源的基本介绍

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2023-01-31

中频电源整个设备分成：整流器一部分、逆变一部分、控制器电路一部分、实际操作维护电路四一部分。整流器一部分：逆变回路采用全自动工作频率追踪用德国英飞凌 IGBT作电力电子器件让整个回路一直处于串联谐振运行状态，减少了消耗。

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中频电源开关电源：是一种选用中频感应加热技术性提升加热质量的电源设备。通过现场调节，融合加热电缆线及输出功率，一般将工作频率调到500~800Hz，依据输出功率调节电流量，一般75kW的电源电压电流量在80A上下，93kW的开关电源在100A前后，根据中频变压器，输出电压在800V上下(串连输出电压为500V、600V、700V、800V)，其加热和节能环保等运用效果十分明显。