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磁控濺射是高速低溫濺射技術(shù)

2020-11-02 11:48:21

磁控濺射的特點是成膜速率高,基片溫度低,膜的粘附性好,可實現(xiàn)大面積鍍膜。該技術(shù)可以分為直流磁控濺射法和射頻磁控濺射法。

磁控濺射(magnetron-sputtering)是70年代迅速發(fā)展起來的一種“高速低溫濺射技術(shù)”。磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁場。當(dāng)濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速為高能電子后,并不直接飛向陽極,而是在正交電磁場作用下作來回振蕩的近似擺線的運動。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉(zhuǎn)移能量,使之電離而本身變成低能電子。這些低能電子最終沿磁力線漂移到陰極附近的輔助陽極而被吸收,避免高能電子對極板的強烈轟擊,消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷,體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點。由于外加磁場的存在,電子的復(fù)雜運動增加了電離率,實現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術(shù)特點是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場方向垂直的磁場,一般采用永久磁鐵實現(xiàn)。

磁控濺射

材料性能

如果靶材是磁性材料,磁力線被靶材屏蔽,磁力線難以穿透靶材在靶材表面上方形成磁場,磁控的作用將大大降低。因此,濺射磁性材料時,一方面要求磁控靶的磁場要強一些,另一方面靶材也要制備的薄一些,以便磁力線能穿過靶材,在靶面上方產(chǎn)生磁控作用。

磁控濺射設(shè)備一般根據(jù)所采用的電源的不同又可分為直流濺射和射頻濺射兩種。直流磁控濺射的特點是在陽極基片和陰極靶之間加一個直流電壓,陽離子在電場的作用下轟擊靶材,它的濺射速率一般都比較大。但是直流濺射一般只能用于金屬靶材,因為如果是絕緣體靶材,則由于陽粒子在靶表面積累,造成所謂的“靶中毒”,濺射率越來越低。

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