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來源: 發布時間:2020-10-11

磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發生濺射。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,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,產生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運動軌跡近似于 磁控濺射 磁控濺射 一條擺線。若為環形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑不僅很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,并且在該區域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,并在電場E的作用下**終沉積在基片上。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。質量磁控濺射質量放心可靠

為了解決陰極濺射的缺點,人們在20世紀70年***發出了直流磁控濺射技術,它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點,因而獲得了迅速發展和廣泛應用。 其原理是:在磁控濺射中,由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力,它們的運動軌跡會發生彎曲甚至產生螺旋運動,其運動路徑變長,因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數,使等離子體密度增大,從而磁控濺射速率得到很大的提高,而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作,降低薄膜污染的傾向;另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量,因而可以在很大程度上改善薄膜的質量。同時,經過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時,已變成低能電子,從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜,而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產生***的不均勻刻蝕,導致靶材利用率低,一般*為20%-30%。內蒙古磁控濺射哪家強

磁控濺射還可以解決電子束蒸發帶來的三個問題: ①臺階覆蓋度。一般器件的圖形尺寸為2--3μm或更小,要求在1μm左右高的臺階部位盡量能鍍覆膜厚均勻的金屬鍍層。采用電子束蒸發和行星回旋式基片架機構組成的裝置,難以得到十分理想的覆蓋度。 ②合金膜的成分控制。隨著圓形的微細化,為確保可靠性并提高成品率采用Al-Si、Al-Cu、Al-Si-Cu等鋁合金膜代替純金屬Al膜。如果采用電子束蒸發來制取合金膜,由于組分蒸氣壓不同會引起分解,很難控制合金膜使其達到所要求的成分。 ③裝卡基片復雜,難于實現自動化。在高度復雜的元器件制造工藝中,為提高可靠性和重復性,應盡量減少人工操作,提高自動化操作水閏。采用電子束蒸發,行星回旋式支架上只能一個一個地裝卡Si片,而且只能采取單批式蒸鍍。因此,難于實現自動化操作。

磁控濺射技術已經成為沉積耐磨、耐蝕、裝飾、光學及其他各種功能薄膜的重要手段。探討了磁控濺射技術在非平衡磁場濺射、脈沖磁控濺射等方面的進步,說明利用新型的磁控濺射技術能夠實現薄膜的高速沉積、高純薄膜制備、提高反應濺射沉積薄膜的質量等,并進一步取代電鍍等傳統表面處理技術。 磁控濺射是物***相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料,且具有設備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優點。上世紀 70 年代發展起來的磁控濺射法更是實現了高速、低溫、低損傷。因為是在低氣壓下進行高速濺射,必須有效地提高氣體的離化率。磁控濺射通過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。

濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面,使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術。通常,利用低壓惰性氣體輝光放電來產生入射離子。陰極靶由鍍膜材料制成,基片作為陽極,真空室中通入0.1-10Pa的氬氣或其它惰性氣體,在陰極(靶)1-3KV直流負高壓或13.56MHz的射頻電壓作用下產生輝光放電。電離出的氬離子轟擊靶表面,使得靶原子濺出并沉積在基片上,形成薄膜。濺射方法很多,主要有二級濺射、三級或四級濺射、磁控濺射、對靶濺射、射頻濺射、偏壓濺射、非對稱交流射頻濺射、離子束濺射以及反應濺射等。江蘇磁控濺射規格齊全

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