改進的過程氣體控制優化反應濺射

流量控制器中定制的閥門響應算法產生更好的薄膜，可以更好地控制目標的過渡狀態。

1、反應濺射

反應濺射是一種物理氣相沉積工藝，用于真空鍍膜。

該工藝通過將反應氣體(如O2或N2)引入惰性氣體(如氬氣)產生的等離子體中，在基板上沉積復合材料涂層。

活性氣體被等離子體激活，然后與“目標”(通常由金屬、合金或陶瓷組成)發生化學反應，生成沉積在基材上的涂層材料。所得到的氧化物、氮化物或碳化物涂層賦予涂層低發射率、耐久性等特點。

反應濺射沉積是制造和研發常用的方法，例如：

• 電視和手機的平板顯示器

• 太陽能電池上的光伏涂層

• 太陽鏡上的光學涂層

• 五金和汽車零部件的裝飾涂料

• 建筑玻璃隔熱涂料

Alicat氣體質量流量控制器與常見的活性氣體兼容。這些氣體以及一些典型的化合物:

• 氧(O2) -生成諸如Al2O3、SiO2、TiO2、ITO(銦錫氧化物)等氧化物

• 氮(N2)產生氮化物，如錫，ZrN, CrN

• 乙炔(C2H2)或甲烷(CH4) -用于類金剛石薄膜

2、控制濺射過程

通過控制反應氣體流量和時間，可以在一定程度上調整沉積速率和薄膜性能。使用流量控制不需要主動反饋，但與閉環控制相比，沉積速率較低，薄膜性能可能會較低。

與流量控制相比，分壓閉環控制提供了更高的沉積速率，改善了薄膜性能。但是閉環控制需要主動反饋控制，增加了工藝的復雜性和成本。

同樣重要的是，閉環控制系統對反饋做出快速而準確的響應，以確保良好的涂層。

由于反應是電化學的，可能在目標暴露于氣體或基板暴露于等離子體云的毫秒內發生，因此控制要求非常嚴格。

閉環控制系統通過反饋信號實時測量工藝條件。常用的反饋信號包括:

• 目標電壓

• 等離子體的光學發射，通常稱為等離子體發射監測或PEM

• 反應氣體的分壓，用殘余氣體分析儀或RGA測量

3、避免目標中毒

決定沉積質量的另一個重要變量是濺射過程中目標的狀態。增加的活性氣體流量，加速了化學反應，但也會引起“目標中毒”。

當目標中毒發生時，沉積速率降低，真空和電壓水平的不良變化，都會對目標和基質造成損害。閉環控制系統可以維持目標的“過渡”狀態，避免中毒。

閉環控制也比流量控制涂層更靈活，允許多氣體和多區域的過程控制。Alicat 質量流量控制器為涂層專家提供現場可調的PID，以達到任何質量流量控制器快的響應速度，改善工藝穩定性和涂層室條件。

PID和PDF+算法通過改變響應控制命令的速率和方式來優化控制。有多種PID算法，允許用戶對任何過程控制信號產生好的流量控制響應。

Alicat 質量流量控制器與現有濺射工具上的機械和電氣連接兼容，通常用于升級或更新過程控制。有許多數字和模擬接口，包括RS-232和RS-485。它們可以與諸如DeviceNet和EtherNet/IP之類的協議相結合。

Alicat質量流量控制器包括Gas Select™功能。有了它，您可以輕松地切換氣體，而無需進行K系數計算或其他補償，因為每個質量流量控制器都包含一個氣體特性數據庫，涵蓋整個工作壓力和溫度范圍。

結合氣體選擇和擴大的200:1控制范圍，客戶大大減少了不同質量流量控制器的數量，以滿足反應濺射的需要。