作者:深圳市英能電氣有限公司
時間:2024-07-17
磁控濺射原理可以歸納為以下幾個關鍵步驟和要點:
電場與磁場作用:
磁控濺射在靶陰極表面引入磁場,形成一個正交電磁場。
當濺射產生的二次電子在陰極位降區內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。
電子與氣體分子的碰撞:
高能電子不斷與氣體分子(如氬氣)發生碰撞,并向后者轉移能量,使之電離。
碰撞產生Ar正離子和新的電子,新電子繼續參與上述過程,而Ar離子則在電場作用下加速飛向陰極靶。
靶材濺射:
Ar離子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。
二次電子的運動:
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。
在環形磁場中,電子以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑很長,被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內。
電離與沉積:
在上述區域內,電子電離出大量的Ar來轟擊靶材,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的作用下最終沉積在基片上。
基片溫度:
由于二次電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低,體現了磁控濺射“低溫”的特點。
靶源類型:
磁控濺射的靶源分為平衡式和非平衡式,平衡式靶源鍍膜均勻,非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結合力強。
磁控濺射通過以上原理實現了高速、低溫、低損傷的濺射過程,成為物理氣相沉積(PVD)領域中的一項重要技術。
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