磁控濺射——濺射技術(shù)介紹

直流濺射法：直流濺射法要求靶材能夠?qū)碾x子轟擊過(guò)程中得到的正電荷傳遞給與其緊密接觸的陰極，從而該方法只能濺射導(dǎo)體材料，不適于絕緣材料。樣品基片:負(fù)偏壓-200V樣品轉(zhuǎn)盤：在基片傳輸線上連續(xù)可調(diào)可控，在真空下可輪流任意靶位互換工作。因?yàn)檗Z擊絕緣靶材時(shí)，表面的離子電荷無(wú)法中和，這將導(dǎo)致靶面電位升高，外加電壓幾乎都加在靶上，兩極間的離子加速與電離的機(jī)會(huì)將變小，甚至不能電離，導(dǎo)致不能連續(xù)放電甚至放電停止，濺射停止。故對(duì)于絕緣靶材或?qū)щ娦院懿畹姆墙饘侔胁模氂蒙漕l濺射法（RF）。

濺射過(guò)程中涉及到復(fù)雜的散射過(guò)程和多種能量傳遞過(guò)程：入射粒子與靶材原子發(fā)生彈性碰撞，入射粒子的一部分動(dòng)能會(huì)傳給靶材原子；某些靶材原子的動(dòng)能超過(guò)由其周圍存在的其它原子所形成的勢(shì)壘（對(duì)于金屬是5-10 eV），從而從晶格點(diǎn)陣中被碰撞出來(lái)，產(chǎn)生離位原子；這些離位原子進(jìn)一步和附近的原子依次反復(fù)碰撞，產(chǎn)生碰撞級(jí)聯(lián)；當(dāng)這種碰撞級(jí)聯(lián)到達(dá)靶材表面時(shí)，如果靠近靶材表面的原子的動(dòng)能大于表面結(jié)合能（對(duì)于金屬是1-6eV），這些原子就會(huì)從靶材表面脫離從而進(jìn)入真空。并且沉降在基片表面，通過(guò)成膜過(guò)程（散點(diǎn)－島狀結(jié)構(gòu)-迷走結(jié)構(gòu)-層狀生長(zhǎng)）形成薄膜。

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磁控濺射鍍膜機(jī)的特點(diǎn)

擅長(zhǎng)生長(zhǎng)高質(zhì)量的薄膜或是超薄 膜, 金屬與絕緣材料.保證 的抽氣速度, 與友廠對(duì)比,氫和氧的污染系數(shù)好數(shù)十倍. 可制作與外延品質(zhì)類似的薄膜..烘烤時(shí)可把磁鐵拆下以保護(hù)磁鐵不退磁. 客戶可選擇 RHEED, 在磁鐵拆下時(shí)可檢測(cè)樣品薄膜的質(zhì)量. Sputter 24 均勻性及重現(xiàn)性非常出色, 可以使用DC, RF, 脈沖直流電源. 標(biāo)準(zhǔn)材料與磁性材料均可使用. 可安排成共濺射與垂直濺射, 根據(jù)需求設(shè)計(jì)安裝.

與激光加熱器聯(lián)用可變?yōu)榉磻?yīng)型磁控濺射, 可成長(zhǎng)氧化物薄膜與氮化物薄膜等. 正下方可安裝一只離子源, 可以提供樣品清洗與輔助鍍膜.

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磁控濺射鍍膜機(jī)導(dǎo)致不均勻因素哪些？

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原理上講，兩點(diǎn)：氣場(chǎng)和磁場(chǎng)

磁控濺射在0.4Pa的氣壓情況下離子撞擊靶材，濺射出粒子沉積到基材上，整體靶材的電壓幾乎一致，不影響濺射速率。

0.4Pa的氣場(chǎng)情況是濺射速率較高的情況，氣場(chǎng)變化，壓強(qiáng)變大和變小都會(huì)影響濺射速率。

磁場(chǎng)大，束縛的自由電子增多，濺射速率增大，磁場(chǎng)小，束縛的自由電子就少，濺射速率降低。

穩(wěn)定住氣場(chǎng)和磁場(chǎng)，濺射速率也將隨之穩(wěn)定。

在實(shí)際情況下，氣場(chǎng)穩(wěn)定，需要設(shè)計(jì)布?xì)庀到y(tǒng)，將布?xì)庀到y(tǒng)分級(jí)布置，保障鍍膜機(jī)腔體內(nèi)不同位置的進(jìn)氣量相同，同時(shí)，布?xì)庀到y(tǒng)、靶材、基材等要遠(yuǎn)離鍍膜機(jī)的抽氣口。非平衡磁控濺射技術(shù)，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)磁極，兩極磁力線在靶面不完全閉合，部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區(qū)域，從而部分電子可以沿著磁力線擴(kuò)展到基片，增加基片磁控濺射區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率。需要穩(wěn)定磁場(chǎng)，用高斯計(jì)測(cè)量靶材表面磁場(chǎng)強(qiáng)度，由于磁場(chǎng)線本身是閉合曲線，靶材磁場(chǎng)回路兩端磁場(chǎng)強(qiáng)度自然比中間位置強(qiáng)，可以選擇用弱磁鐵，同時(shí)，基材要避開(kāi)無(wú)法調(diào)整的磁場(chǎng)變化較大的部分。

另外，在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，磁控濺射過(guò)程中，需要基材與靶材保持同軸，如果旋轉(zhuǎn)、直線運(yùn)行的話，也要同軸旋轉(zhuǎn)、直線運(yùn)行。