磁控溅射镀膜技术的发展

发布日期：2020-01-13 作者：点击：

近年来磁控溅射技能开展非常迅速，代表性办法有平衡平衡磁控溅射、反响磁控溅射、中频磁控溅射及高能脉冲磁控溅射等等。

平衡磁控溅射：即传统的磁控溅射技能，将永磁体或电磁线圈放到在靶材背后，在靶材外表会形成与电场方向垂直的磁场。在高压效果下氩气电离成等离子体，Ar+离子经电场加快炮击阴极靶材，靶材二次电子被溅射出，且电子在彼此垂直的电场及磁场效果下，被束缚在阴极靶材外表邻近，添加了电子与气体碰撞的几率，即添加了氩气电离率，使氩气在低气体下也可维持放电，因此磁控溅射既降低了溅射气体压力，同时也提高了溅射功率及堆积速率。但传统磁控溅射有一些缺点，比方：低气压放电发生的电子和溅射出的靶材二次电子都被束缚在靶面邻近大约60 mm的区域内，这样工件只能被安·放在靶外表50一100 mm的范围内。这样小的镀膜区间限制了待镀工件的尺度，较大的工件或装炉量不适合传统办法。

反响磁控溅射：随着外表工程技能的开展，越来越多地用到各种化合物薄膜资料。能够直接使用化合物资料制作的靶材经过溅射来制备化合物薄膜，也可在溅射金属或合金靶材时，通人一定的反响气体，经过发生化学反响制备化合物薄膜，后者被称为反响磁控溅射。一般来说纯金属作为靶材和气体反响较简单得到高质量的化合物薄膜，因此大多数化合物薄膜是用纯金属为靶材的反响溅磁控射来制备的。

磁控溅射镀膜仪

中频磁控溅射：这种镀膜办法是将磁控溅射电源由传统的直流改为中频交流电源。在溅射过程中，当体系所加电压处在交流电负半周期时，靶材被正离子炮击而溅射，而处于正半周期时，靶材外表被等离子体中的电子炮击而溅射，同时靶材外表累积的正电荷被中和，打弧现象得到按捺。中频磁控溅射电源的频率通常在10一80 kHz之间，频率高，正离子被加快的时间就短，炮击靶材时的能量就低，溅射堆积速率随之下降。中频磁控溅射体系一般有两个靶，这两个靶周期性轮番作为阴极和阳极，一方面减小了基片溅伤；另一方面也消除了打弧现象。

高能脉冲磁控溅射：自瑞典科学家首次选用高能脉冲作为磁控溅射的供电模式并堆积了Cu薄膜后，HPPMS自以其较高的金属离化率在近几年受到广泛关注，高能脉冲磁控溅射技能是使用较高的脉冲峰值功率和较低的脉冲占空比来发生高溅射金属离化率的一种磁控溅射技能，由于脉冲效果时间短，其平均功率不高，这样阴极不会因过热而添加靶冷却的要求。它的峰值功率是普通磁控溅射的100倍，约为1000- 3000 W/cm2，等离子体密度能够高达1018 m-3数量级，溅射资料离化率极高，溅射Cu靶可达70%，且这个高度离子化的束流不含大颗粒，生成的薄膜致密，功能优异。

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