應用于磁控濺射設備

磁控濺射原理：

磁控濺射的工作原理是指電子在電場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)生的二次電子會受到電場和磁場作用，產(chǎn)生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動，它們的運動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材，從而實現(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，逐漸遠離靶表面，并在電場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)歷復雜的散射過程，和靶原子碰撞，把部分動量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級聯(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量，離開靶被濺射出來。

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電壓，因而就只能濺射導體材料，濺射絕緣靶時，由于放電不能持續(xù)而不能濺射絕緣物質。為了沉積介質薄膜，采用高頻電源將使濺射過程擺脫靶材導電性的限制。通常采用的射頻頻率為13.56MHz。       當交流電源的頻率低于50kHz時，氣體放電的情況與直流時候的相比沒有根本的改變。當頻率超過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動的電子可從高頻電場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)生的二次電子對于維持放電的重要性相對下降。2、高頻電場可以經(jīng)由其它阻抗耦合進入沉淀室，而不必再要求電極一定要是導體。也可以認為，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，從而能對絕緣體進行濺射。但用金屬靶時，與上述絕緣靶的情況不同，靶上沒有自偏壓作用的影響，只有靶處在負電位的半周期內濺射才能發(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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