磁控溅射设备
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磁控溅射设备

2020-07-14 14:11:29
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详细介绍:

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磁控溅射原理:电子在电场yb平台|yb体育-yb体育官方网站作用下加速飞向基片yb平台|yb体育-yb体育官方网站过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量yb平台|yb体育-yb体育官方网站氩离子和电子,电子飞向基片。氩离子在电场yb平台|yb体育-yb体育官方网站作用下加速轰击靶材,溅射出大量yb平台|yb体育-yb体育官方网站靶材原子,呈中性yb平台|yb体育-yb体育官方网站靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片yb平台|yb体育-yb体育官方网站过程中受到磁场洛伦兹力yb平台|yb体育-yb体育官方网站影响,被束缚在靠近靶面yb平台|yb体育-yb体育官方网站等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场yb平台|yb体育-yb体育官方网站作用下围绕靶面作圆周运动,该电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站运动路径很长。

在运动过程中不断yb平台|yb体育-yb体育官方网站与氩原子发生碰撞电离出大量yb平台|yb体育-yb体育官方网站氩离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站能量逐渐降低,摆脱磁力线yb平台|yb体育-yb体育官方网站束缚,远离靶材,最终沉积在基片上。 磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站运动路径,改变电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站运动方向,提高工作气体yb平台|yb体育-yb体育官方网站电离率和有效利用电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站能量。电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站归宿不仅仅是基片,真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿。但一般基片与真空室及阳极在同一电势。磁场与电场yb平台|yb体育-yb体育官方网站交互作用( E X B drift)使单个电子轨迹呈三维螺旋状,而不是仅仅在靶面圆周运动。至于靶面圆周型yb平台|yb体育-yb体育官方网站溅射轮廓,那是靶源磁场磁力线呈圆周形状分布。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。 在E X B shift机理下工作yb平台|yb体育-yb体育官方网站除磁控溅射外,还有多弧镀靶源,离子源,等离子源等都在此原理下工作。所不同yb平台|yb体育-yb体育官方网站是电场方向,电压电流大小等因素。

磁控溅射yb平台|yb体育-yb体育官方网站基本原理是利用 Ar一O2混合气体中yb平台|yb体育-yb体育官方网站等离子体在电场和交变磁场yb平台|yb体育-yb体育官方网站作用下,被加速yb平台|yb体育-yb体育官方网站高能粒子轰击靶材表面,能量交换后,靶材表面yb平台|yb体育-yb体育官方网站原子脱离原晶格而逸出,转移到基体表面而成膜。

磁控溅射yb平台|yb体育-yb体育官方网站特点是成膜速率高,基片温度低,膜yb平台|yb体育-yb体育官方网站粘附性好,可实现大面积镀膜。该技术可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。

磁控溅射(magnetron-sputtering)是70年代迅速发展起来yb平台|yb体育-yb体育官方网站一种“高速低温溅射技术”。磁控溅射是在阴极靶yb平台|yb体育-yb体育官方网站表面上方形成一个正交电磁场。当溅射产生yb平台|yb体育-yb体育官方网站二次电子在阴极位降区内被加速为高能电子后,并不直接飞向阳极,而是在正交电磁场作用下作来回振荡yb平台|yb体育-yb体育官方网站近似摆线yb平台|yb体育-yb体育官方网站运动。高能电子不断与气体分子发生碰撞并向后者转移能量,使之电离而本身变成低能电子。这些低能电子最终沿磁力线漂移到阴极附近yb平台|yb体育-yb体育官方网站辅助阳极而被吸收,避免高能电子对极板yb平台|yb体育-yb体育官方网站强烈轰击,消除了二极溅射中极板被轰击加热和被电子辐照引起yb平台|yb体育-yb体育官方网站损伤,体现出磁控溅射中极板“低温”yb平台|yb体育-yb体育官方网站特点。由于外加磁场yb平台|yb体育-yb体育官方网站存在,电子yb平台|yb体育-yb体育官方网站复杂运动增加了电离率,实现了高速溅射。磁控溅射yb平台|yb体育-yb体育官方网站技术特点是要在阴极靶面附件产生与电场方向垂直yb平台|yb体育-yb体育官方网站磁场,一般采用磁铁实现。


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