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直流磁控溅射电源分类

发布时间：

2022-06-24 10:06

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　　溅射的分类，从简单到复杂，主要有DC溅射、直流磁控溅射电源、反应溅射、离子束溅射、磁控溅射等。其中直流磁控溅射电源应用较广泛的是各种薄膜的制备，如金属、半导体、合金、氧化物、化合物半导体等。以下是其中的几个。

　　1.DC溅射

　　DC溅射设备的主要部件是溅射室、电极、真空系统和气体通道。溅射靶和薄膜沉积基底分别放置在正电极和负电极上。在正负电极之间施加高电压以产生等离子体，这导致氩辉光放电。等离子体中的电子在电场的作用下加速到正极，在运动过程中与氩原子碰撞，产生Ar离子和电子。带负电荷的电子和带正电荷的Ar离子在电场作用下加速到正负能级，电子与氩原子再次碰撞，形成新的离子，Ar离子与安装在负电极上的靶材碰撞。适当能量的Ar离子轰击靶材，使靶材原子从靶材表面分离，沉积在基底上形成薄膜。

　　2.直流磁控溅射电源

　　直流磁控溅射电源的方法既可以溅射导体也可以溅射绝缘体，解决了DC溅射不能溅射绝缘体的缺点。直流磁控溅射电源将在靶上形成负偏压，使得溅射过程继续进行。当射频电压施加到目标上时，一个射频周期将被分成两个部分。在周期的前半段，由于电子的质量远小于Ar离子的质量，所以会以非常快的速度飞向靶材，与靶材表面的Ar离子发生中和反应，使靶材附近的电位降低。同时，大量电子在靶处迅速积累，电位降低，形成负电位，这样即使在正半周也会吸引Ar离子加速靶的运动，轰击靶。在负半周期中，溅射发生的速率是上半周期的几倍。因此，直流磁控溅射电源不仅发生在负半周，也发生在正半周，可以显著提高镀膜效率。

　　但在直流磁控溅射电源的过程中，会产生大量的二次电子，二次电子会飞向基板，使基板温度升高，同时使基板上的涂层带电，损坏基板。

　　3.离子束溅射

　　离子束溅射是一种相对较新的溅射方法。在这种溅射方法中，可以有一个或两个离子源。相应地，离子束溅射法可以分为一次离子束溅射和二次离子束溅射。在一次离子束溅射中，离子束直接由靶膜组分离子组成，其能量较低，因此到达基片后沉积成膜。二次离子束溅射中的离子束由高能惰性气体离子(Ar离子)组成，轰击靶，将靶原子或原子团沉积在基片上。该结构的特征在于具有独立于靶和衬底的两个离子源。离子源1发射Ar离子，离子源2的主要作用是调控沉积的薄膜在某些方面表现出更好的性能。离子束溅射可以解决衬底温升的问题。另外，通过控制离子束的种类和能量，很容易制备各种成分的薄膜，特别适合制备多成分薄膜。

关键词：

高功率脉冲磁控溅射,磁控溅射电源,直流磁控溅射电源

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