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直流磁控溅射电源的原理

直流磁控溅射电源的原理

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  • 来源:
  • 发布时间:2021-11-30 11:11

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  直流磁控溅射电源是物理气相沉积的一种。 金属、半导体、绝缘体等多种材料的制造通常采用一般的溅射法,其特点是有比较简单的设备,不难以控制,有较大的电镀面积,有较强的附着力等。 直流磁控溅射电源实现了高速、低温、低损伤。 由于高速溅射是在低气压下进行的,因此必须有效提高气体的离解率。 磁控溅射通过向靶阴极表面导入磁场,利用磁场约束带电粒子来提高等离子体密度从而增加溅射率,那么,下面一起了解下直流磁控溅射电源的原理吧!

  

直流磁控溅射电源

 

  直流磁控溅射电源技术的原理和特点

  由于直流磁控溅射电源技术的发展解决了阴极溅射的缺陷,有效克服了阴极溅射速度低、电路板温度被电子升高的弱点,因而得到了迅速的发展和广泛的应用。

  直流磁控溅射电源​原理是在磁控溅射中,在磁场中运动的电子受到洛伦兹力,因此它们的运动轨迹产生弯曲和螺旋运动,其运动路径变长,因此与工作气体分子的碰撞次数增加,等离子体密度增加,磁控溅射速度非常大另一方面,由于入射的到基板表面的原子的能量也提高,因此可以大幅改变薄膜的质量。 与此同时,由于多次碰撞而失去能量的电子到达阳极时,已经成为低能电子,不会使基板过热。 所以磁控溅射法的优点是“高速”“低温”。 该方法的特点是不能制造绝缘体膜,另外,用于磁控管电极的不均匀磁场会使靶材产生明显的不均匀刻印,靶材利用率低,通常只有20%-30%。

  直流磁控溅射电源的原理是,稀有气体因异常辉光放电产生的等离子体利用电场效应炮击阴极靶材的外表面,溅射靶材外表面的分子、原子、离子和电子等,溅射的粒子必须具有动能,必须方向朝向基体外表面,

  直流磁控溅射电源开始出现的是简单的直流双极溅射,其优点是设备简单,但直流双极溅射的沉积速度低; 为了坚持自我抑制放电,不能在低气压下进行; 不能溅射绝缘资料等缺陷限制了其使用。 在直流双极溅射装置中追加热阴极和辅助阳极后,将构成直流三极溅射。 添加的热阴极和辅助阳极产生的热电子加强了溅射气体原子的电离,从而使溅射在低气压下也能够进行; 另外,也可以降低溅射电压,在低气压、低电压状态下进行溅射; 放电电流也变大,可以不受电压的影响独立操作。 在热阴极之前添加电极(栅格网状),构成四极溅射装置,可以稳定放电。 但是,这些设备难以获取浓度高的等离子区,沉积速度低,因此没有得到广泛的工业使用。

  以上介绍的就是直流磁控溅射电源的原理,如需了解更多,可随时联系我们!

 

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