實(shí)驗(yàn)4磁控濺射法制備薄膜材料(編輯修改稿)
2025-08-30 11:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的等離子體，有利于實(shí)現(xiàn)大面積的均勻?yàn)R射和薄膜沉積。2. 磁控濺射： 平面磁控濺射靶采用靜止電磁場，磁場為曲線形。其工作原理如下圖所示。電子在電場作用下，加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞。若電子具有足夠的能量(約為30eV)。時(shí)，則電離出Ar+并產(chǎn)生電子。電子飛向基片，Ar+在電場作用下加速飛向陰極濺射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。二次電子e1在加速飛向基片時(shí)受磁場B的洛侖茲力作用，以擺線和螺旋線狀的復(fù)合形式在靶表面作圓周運(yùn)動(dòng)。該電子e1的運(yùn)動(dòng)路徑不僅很長，而且被電磁場束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)。在該區(qū)中電離出大量的Ar+用來轟擊靶材，因此磁控濺射具有沉積速率高的特點(diǎn)。隨著碰撞次數(shù)的增加，電子e1的能量逐漸降低，同時(shí)，e1逐步遠(yuǎn)離靶面。低能電子e1將如圖中e3那樣沿著磁力線來回振蕩，待電子能量將耗盡時(shí)，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，傳給基片的能量很小，使基片溫升較低。在磁極軸線處電場與磁場平行，電子e2將直接飛向基片。但是，在磁控濺射裝置中，磁極軸線處離子密度很低，所以e2類電子很少，對基片溫升作用不大。 圖2 磁控濺射工作原理圖磁控濺射的基本原理就是以磁場改變電子運(yùn)動(dòng)方向，束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)路徑，提高電子的電離概率和有效地利用了電子的能量。因此，在形成高密度等離子體的異常輝光放電中，正離子對靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效，同時(shí)受正交電磁場的束縛的電子只能在其能量將要耗盡時(shí)才能沉積在基片上。這就是磁控濺射具有“低溫”、“高速”兩大特點(diǎn)的機(jī)理。3. 真空的獲得：用來獲得真
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