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磁控濺射的工作原理

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磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下，在飛向基片過程中與原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生E（電場(chǎng)）×B（磁場(chǎng)）所指的方向漂移，簡(jiǎn)稱E×B漂移，其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于磁控濺射一條擺線。若為環(huán)形磁場(chǎng)，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長(zhǎng)，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材，從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠(yuǎn)離靶表面，并在電場(chǎng)E的作用下沉積在基片上。對(duì)于不同的濺射材料和基片，較佳的參數(shù)需要實(shí)驗(yàn)確定，是各不相同的，鍍膜設(shè)備的好壞主要在于能否準(zhǔn)確控溫，能否保證好的真空度，能否保證好的真空腔清潔度。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。

磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復(fù)雜的散射過程，和靶原子碰撞，把部分動(dòng)量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級(jí)聯(lián)過程。在這種級(jí)聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量，離開靶被濺射出來。

磁控濺射——濺射技術(shù)介紹

直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料，不適于絕緣材料。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí)，表面的離子電荷無法中和，這將導(dǎo)致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小，甚至不能電離，導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。高性價(jià)比：設(shè)備主要零部件采用進(jìn)口或國(guó)內(nèi)品牌，以國(guó)產(chǎn)設(shè)備的價(jià)格擁有進(jìn)口設(shè)備的配置，從而保證了設(shè)備的質(zhì)量及性能。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁?，須用射頻濺射法（RF）。

濺射過程中涉及到復(fù)雜的散射過程和多種能量傳遞過程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子；某些靶材原子的動(dòng)能超過由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘（對(duì)于金屬是5-10 eV），從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來，產(chǎn)生離位原子；濺射鍍膜中的激光濺射鍍膜pld，組分均勻性容易保持，而原子尺度的厚度均勻性相對(duì)較差(因?yàn)槭敲}沖濺射)，晶向(外沿)生長(zhǎng)的控制也比較一般。這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞，產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián)；當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí)，如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能（對(duì)于金屬是1-6eV），這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。

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磁控濺射介紹

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由于被濺射原子是與具有數(shù)十電子伏特能量的正離子交換動(dòng)能后飛濺出來的，因而濺射出來的原子能量高，有利于提高沉積時(shí)原子的擴(kuò)散能力，提高沉積組織的致密程度，使制出的薄膜與基片具有強(qiáng)的附著力。

濺射時(shí)，氣體被電離之后，氣體離子在電場(chǎng)作用下飛向接陰極的靶材，電子則飛向接地的壁腔和基片。這樣在低電壓和低氣壓下，產(chǎn)生的離子數(shù)目少，靶材濺射效率低；而在高電壓和高氣壓下，盡管可以產(chǎn)生較多的離子，但飛向基片的電子攜帶的能量高，容易使基片發(fā)熱甚至發(fā)生二次濺射，影響制膜質(zhì)量。另外，靶材原子在飛向基片的過程中與氣體分子的碰撞幾率也大為增加，因而被散射到整個(gè)腔體，既會(huì)造成靶材浪費(fèi)，又會(huì)在制備多層膜時(shí)造成各層的污染。磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下，在飛向基片過程中與原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子。

磁控濺射鍍膜機(jī)的特點(diǎn)

擅長(zhǎng)生長(zhǎng)高質(zhì)量的薄膜或是超薄 膜, 金屬與絕緣材料.保證 的抽氣速度, 與友廠對(duì)比,氫和氧的污染系數(shù)好數(shù)十倍. 可制作與外延品質(zhì)類似的薄膜..烘烤時(shí)可把磁鐵拆下以保護(hù)磁鐵不退磁. 客戶可選擇 RHEED, 在磁鐵拆下時(shí)可檢測(cè)樣品薄膜的質(zhì)量. Sputter 24 均勻性及重現(xiàn)性非常出色, 可以使用DC, RF, 脈沖直流電源. 標(biāo)準(zhǔn)材料與磁性材料均可使用. 可安排成共濺射與垂直濺射, 根據(jù)需求設(shè)計(jì)安裝.

與激光加熱器聯(lián)用可變?yōu)榉磻?yīng)型磁控濺射, 可成長(zhǎng)氧化物薄膜與氮化物薄膜等. 正下方可安裝一只離子源, 可以提供樣品清洗與輔助鍍膜.

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