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          磁控溅射设备具有“高速”“低温”的长处

          2021-11-17 17:22:28

          磁控溅射设备就是在真空中使用荷能粒子炮击靶外表,使被炮击出的粒子沉积在基片上的技能。通常,使用低压惰性气体辉光放电来发生入射离子。阴极靶由镀膜资料制成,基片作为阳极,真空室中通入0.1-10Pa的氩气或其它惰性气体,在阴极(靶)1-3KV直流负高压或13.56MHz的射频电压效果下发生辉光放电。电离出的氩离子炮击靶外表,使得靶原子溅出并沉积在基片上,形成薄膜。溅射方法许多,主要有二级溅射、三级或四级溅射、磁控溅射、对靶溅射、射频溅射、偏压溅射、非对称沟通射频溅射、离子束溅射以及反应溅射等。因为被溅射原子是与具有数十电子伏特能量的正离子交流动能后飞溅出来的,因而溅射出来的原子能量高,有利于进步沉积时原子的分散能力,进步沉积组织的细密程度,使制出的薄膜与基片具有强的附着力。

          溅射时,气体被电离之后,气体离子在电场效果下飞向接阴极的靶材,电子则飞向接地的壁腔和基片。这样在低电压和低气压下,发生的离子数目少,靶材溅射效率低;而在高电压和高气压下,尽管能够发生较多的离子,但飞向基片的电子携带的能量高,容易使基片发热乃至发生二次溅射,影响制膜质量。另外,靶材原子在飞向基片的过程中与气体分子的磕碰几率也大为增加,因而被散射到整个腔体,既会形成靶材浪费,又会在制备多层膜时形成各层的污染。为了处理阴极溅射的缺陷,人们在20世纪70年代开发出了直流磁控溅射技能,它有效地克服了阴极溅射速率低和电子使基片温度升高的弱点,因而获得了迅速发展和广泛应用。

          磁控溅射设备


          其原理是:在磁控溅射中,因为运动电子在磁场中遭到洛仑兹力,它们的运动轨道会发生曲折乃至发生螺旋运动,其运动途径变长,因而增加了与作业气体分子磕碰的次数,使等离子体密度增大,从而磁控溅射速率得到很大的进步,并且能够在较低的溅射电压和气压下作业,下降薄膜污染的倾向;另一方面也进步了入射到衬底外表的原子的能量,因而能够在很大程度上改进薄膜的质量。一起,通过多次磕碰而损失能量的电子到达阳极时,已变成低能电子,从而不会使基片过热。因而磁控溅射法具有“高速”、“低温”的长处。该方法的缺陷是不能制备绝缘体膜,并且磁控电极中采用的不均匀磁场会使靶材发生明显的不均匀刻蚀,导致靶材使用率低,一般仅为20%-30%。

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