應(yīng)用于磁控濺射設(shè)備

磁控濺射原理：

磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)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(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生E（電場(chǎng)）×B（磁場(chǎng)）所指的方向漂移，簡(jiǎn)稱E×B漂移，其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場(chǎng)，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長(zhǎng)，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來(lái)轟擊靶材，從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠(yuǎn)離靶表面，并在電場(chǎng)E的作用下最終沉積在基片上。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。

磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復(fù)雜的散射過程，和靶原子碰撞，把部分動(dòng)量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級(jí)聯(lián)過程。在這種級(jí)聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動(dòng)的足夠動(dòng)量，離開靶被濺射出來(lái)。

射頻磁控濺射是適用于各種金屬和非金屬材料的一種濺射沉積方法。由于直流濺射在濺射靶上加負(fù)電壓，因而就只能濺射導(dǎo)體材料，濺射絕緣靶時(shí)，由于放電不能持續(xù)而不能濺射絕緣物質(zhì)。為了沉積介質(zhì)薄膜，采用高頻電源將使濺射過程擺脫靶材導(dǎo)電性的限制。通常采用的射頻頻率為13.56MHz。       當(dāng)交流電源的頻率低于50kHz時(shí)，氣體放電的情況與直流時(shí)候的相比沒有根本的改變。當(dāng)頻率超過50kHz以后，放電過程開始出現(xiàn)變化：1、在兩極之間不斷振蕩運(yùn)動(dòng)的電子可從高頻電場(chǎng)中獲得足夠的能量并使得氣體分子電離，而由電離過程產(chǎn)生的二次電子對(duì)于維持放電的重要性相對(duì)下降。2、高頻電場(chǎng)可以經(jīng)由其它阻抗耦合進(jìn)入沉淀室，而不必再要求電極一定要是導(dǎo)體。也可以認(rèn)為，由于所用電源是射頻的，射頻電流可以通過絕緣體兩面間的電容而流動(dòng)，從而能對(duì)絕緣體進(jìn)行濺射。但用金屬靶時(shí)，與上述絕緣靶的情況不同，靶上沒有自偏壓作用的影響，只有靶處在負(fù)電位的半周期內(nèi)濺射才能發(fā)生。所以，在普通射頻濺射裝置中要在靶上串接一個(gè)電容，以隔斷直流成分，這樣金屬靶也能受到自偏壓作用的影響。  

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