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          磁控溅射设备小型设备和一般工业设备,多用磁场静止靶源

          2021-11-23 15:17:06

          磁控溅射设备靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源镀膜均匀,非平衡式靶源镀膜膜层和基体结合力强。平衡靶源多用于半导体光学膜,非平衡多用于磨损装修膜。磁控阴极依照磁场位形分布不同,大致可分为平衡态磁控阴极和非平衡态磁控阴极。平衡态磁控阴极表里磁钢的磁通量大致相等,南北极磁力线闭合于靶面,很好地将电子/等离子体约束在靶面邻近,增加了磕碰几率,提高了离化功率,因而在较低的工作气压和电压下就能起辉并维持辉光放电,靶材利用率相对较高。但由于电子沿磁力线运动首要闭合于靶面,基片区域所受离子炮击较小。非平衡磁控溅射技术,即让磁控阴极外磁极磁通大于内磁极,南北极磁力线在靶面不完全闭合,部分磁力线可沿靶的边际延伸到基片区域,然后部分电子可以沿着磁力线扩展到基片,增加基片区域的等离子体密度和气体电离率。不管平衡还对错平衡,若磁铁静止,其磁场特性决议了一般靶材利用率小于30%。为增大靶材利用率,可采用旋转磁场。但旋转磁场需要旋转机构,一起溅射速率要减小。旋转磁场多用于大型或贵重靶,如半导体膜溅射。关于小型设备和一般工业设备,多用磁场静止靶源。

          直流溅射法要求靶材可以将从离子炮击进程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极,然后该办法只能溅射导体材料,不适于绝缘材料。因为炮击绝缘靶材时,外表的离子电荷无法中和,这将导致靶面电位升高,外加电压简直都加在靶上,南北极间的离子加快与电离的机会将变小,乃至不能电离,导致不能接连放电乃至放电停止,溅射停止。故关于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材,须用射频溅射法(RF)。

          磁控溅射设备


          溅射进程中涉及到杂乱的散射进程和多种能量传递进程:入射粒子与靶材原子发生弹性磕碰,入射粒子的一部分动能会传给靶材原子;某些靶材原子的动能超越由其周围存在的其它原子所形成的势垒(关于金属是5-10 eV),然后从晶格点阵中被磕碰出来,发生离位原子;这些离位原子进一步和邻近的原子顺次重复磕碰,发生磕碰级联;当这种磕碰级联抵达靶材外表时,假如接近靶材外表的原子的动能大于外表结合能(关于金属是1-6eV),这些原子就会从靶材外表脱离然后进入真空。

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