直流溅射法:直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧---触的阴极,从而该方法只能溅射导体材料,不适于绝缘材料。因为轰击绝缘靶材时,表面的离子电荷无法中和,这将导致靶面电位升高,外加电压几乎都加在靶上,两极间的离子加速与电离的机会将变小,甚至不能电离,导致不能连续放电甚至放电停止,溅射停止。故对于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材,须用射频溅射法(rf)。
溅射过程中涉及到复杂的散射过程和多种能量传递过程:入射粒子与靶材原子发生弹性碰撞,入射粒子的一部分动能会传给靶材原子;某些靶材原子的动能超过由其周围存在的其它原子所形成的势垒(对于金属是5-10 ev),从而从晶格点阵中被碰撞出来,产生离位原子;这些离位原子进一步和附近的原子依次反复碰撞,产生碰撞级联;当这种碰撞级联到达靶材表面时,如果靠近靶材表面的原子的动能大于表面结合能(对于金属是1-6ev),这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。
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溅射就是从靶表面撞击出原子物质的过程。溅射产生的原子或分子沉积到基体(零件)表面的过程就是溅射镀膜。
溅射镀膜与真空镀膜相比,有如下特点:
1.任何物质都可以溅射, 尤其是高熔点金属、低蒸气压元素和化合物;
2.溅射薄膜与衬底的附着性好;
3.溅射镀膜的密度高,单靶磁控溅射仪厂家,孔少,膜层纯度高;
4.膜层厚度可控性和重复性好。
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磁控溅射包括很多种类。各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点:利用磁场与电场交互作用,使电子在靶表面附近成螺旋状运行,从而增大电子撞击气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。
靶源分平衡式和非平衡式,平衡式靶源镀膜均匀,非平衡式靶源镀膜膜层和基体结合力强。平衡靶源多用于半导体光学膜,非平衡多用于磨损装饰膜。磁控阴极按照磁场位形分布不同,单靶磁控溅射仪,大致可分为平衡态磁控阴极和非平衡态磁控阴极。平衡态磁控阴极内外磁钢的磁通量大致相等,两极磁力线闭合于靶面,---地将电子/等离子体约束在靶面附近,增加了碰撞几率,单靶磁控溅射仪公司,提高了离化效率,因而在较低的工作气压和电压下就能起辉并维持辉光放电,靶材利用率相对较高。
但由于电子沿磁力线运动主要闭合于靶面,基片区域所受离子轰击较小。非平衡磁控溅射技术,即让磁控阴极外磁极磁通大于内磁极,两极磁力线在靶面不完全闭合,部分磁力线可沿靶的边缘延伸到基片区域,单靶磁控溅射仪多少钱,从而部分电子可以沿着磁力线扩展到基片,增加基片磁控溅射区域的等离子体密度和气体电离率。不管平衡还是非平衡,若磁铁静止,其磁场特性决定了一般靶材利用率小于30%。为增大靶材利用率,可采用旋转磁场。但旋转磁场需要旋转机构,同时溅射速率要减小。旋转磁场多用于大型或贵重靶,如半导体膜溅射。对于小型设备和一般工业设备,多用磁场静止靶源。
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