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磁控溅射

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-15  浏览次数:986
核心提示: 磁控溅射是一高速低温溅射技术。它是在“磁控管模式”运行下的二极溅射,即在与靶表面平行的方向施加磁场,磁场与电场正交,磁场方向与阴极表面平行(见图9—12)。

磁控溅射是一高速低温溅射技术。它是在“磁控管模式”运行下的二极溅射,即在与靶表面平行的方向施加磁场,磁场与电场正交,磁场方向与阴极表面平行(见图9—12)。溅射产生的二次电子在阴极位降区被加速,获得能量成为高能电子,但它们落入正交电磁场的电子阱中,不能直接被阳极接收,而是在正交电磁场中作回旋运动,使二次电子到达阳极前的行程大大增长,增加碰撞电离几率,轰击靶的正离子的密度因而也大大提高。与二极溅射相比,即使工作气压降至l0-1Pa,溅射电压为几百伏,靶电流密度仍可达到几十毫安,沉积速度为几百到2000nm/min,从而获得非常高的溅射速率和沉积速率。同时,在正交电磁场中作回旋运动的二次电子不断与气体原子发生碰撞,经多次碰撞后,电子自身不断失去能量成为低能电子。这些低能电子最终沿磁力线漂移到阴极附近的辅助阳极被吸收,从而避免了高能电子对基片的强烈轰击,消除了二极溅射中基片被轰击加热和被电子辐照引起损伤的根源,体现了磁控溅射中基片“低温”的特点。


图9-12磁控溅射工作原理

磁控溅射源按磁场形成的方式分永磁型和电磁型两大类。永磁型的结构简单,造价便宜,场强分布可以调整,故工业生产型设备大部分采用永磁结构。只有靶材是铁磁性材料时,溅射过程中磁场需经常调整或一些特殊场合才采用电磁型的结构。磁控溅射按溅射源的类型则分为平面磁控溅射、圆柱面磁控溅射和s枪溅射等。

磁控溅射常用的工作参数为:溅射电压300~600V,工作压力1~10Pa,平行于靶面的磁感应强度分量在0.04~0.07T间。

磁控溅射镀膜法由于其高速、低温之特点,且镀膜装置性能稳定,便于操作,工艺容易控制,生产重复性好,适用于大面积沉积,又便于连续和半连续生产,因此在生产和科研部门中得到广泛应用。

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