磁控溅射镀膜系统的原理是什么？

2020-07-21 16:47:21

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磁控溅射镀膜的原理是在电场的作用下，由异常辉光放电产生的等离子体被轰击在阴极靶的表面上，并且靶表面上的分子，原子，离子和电子被溅射并溅起。所发射的颗粒具有一定的动能，并且沿一定的方向被导向基板的外表面，以在基板的表面上形成镀层。

溅射涂层开始表现出简单的直流偶极溅射。其优点是设备简单，但直流偶极溅射沉积速率低。为了遵守自电阻放电，不能在低压下执行；其他缺陷限制了它们的使用。向DC偶极溅射装置中添加热阴极和辅助阳极构成DC三极管溅射。通过添加的热阴极和辅助阳极产生的热电子增强了溅射气体原子的电离，因此即使在低压下也可以进行溅射。否则，可以降低溅射电压以在低压下进行溅射。处于低电压状态；放电电流也会增加，并且可以不受电压影响地独立控制。

在热阴极前添加电极（网格）以形成四极溅射装置可稳定放电。然而，这些装置难以获得具有高浓度的等离子体区域，并且沉积速度低，因此其尚未在工业中广泛使用。

磁控溅射是在两极溅射的基础上进行的。磁场在靶的外观上与电场正交，并且处理了两极溅射的低沉积速率和低的等离子体电离速率。工业的主要方法之一。与其他涂覆技术相比，磁控溅射具有以下特点：可用于制备各种靶材，并且可以将所有金属，合金和陶瓷材料制成靶材。在适当条件下，可以将多个靶材共同溅射和堆叠。具有精准稳定比例的合金；向溅射放电气氛中添加氧气，氮气或其他反应性气体，以沉积构成目标材料和气体分子的化合物膜。并精准控制溅射镀膜工艺，以达到均匀高的膜厚精度；离子溅射靶的材料直接从固态转变为等离子体态，溅射靶的安装不受限制，适用于大体积涂覆室的多靶布局设计。溅射镀膜速度快，膜层细，附着力好等特点，适用于大批量，高效率的工业生产。近年来，磁控溅射已得到迅速发展。代表性方法包括RF溅射，反射式磁控溅射，不平衡磁控溅射，脉冲磁控溅射和高速溅射。

磁控溅射