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中频磁控溅射的技术介绍

中频磁控溅射的技术介绍

  • 分类:行业动态
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-08-26 16:49

中频磁控溅射的技术介绍

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  中频磁控溅射的技术是怎样?下面我们大家一起来简单了解一下。

​  直流溅射法要求靶能把离子轰击过程中产生的正电荷转移到与之紧密接触的阴极上,所以这种方法只能溅射导电材料,不适用于绝缘材料,由于绝缘靶表面的离子电荷在被轰击时无法被中和,这样就会导致靶表面电位升高,几乎所有施加的电压都会施加到靶上,这样两极之间离子加速电离的机会就会减少,甚至无法电离,导致持续放电甚至放电停止,溅射停止。因此,射频溅射(RF)应用于绝缘靶或导电性差的非金属靶。

  中频磁控溅射过程涉及复杂的散射过程和各种能量转移过程:首先,入射粒子与靶原子发生弹性碰撞,入射粒子的部分动能会转移到靶原子上。一些目标原子的动能超过了周围其他原子形成的势垒(金属为5-10eV),使其被撞出晶格,产生错位原子,并进一步与附近原子反复碰撞,产生碰撞级联,当这种碰撞级联到达靶面时,如果靠近靶面的原子的动能大于表面结合能(金属为1-6eV),这些原子就会与靶面分离,进入真空。

  中频磁控溅射镀膜是一种在真空中用带电粒子轰击靶材表面,使轰击粒子沉积在基板上的技术。通常,低压惰性气体辉光放电用于产生入射离子。阴极由涂层材料制成,基底作为阳极,向真空室中通入0.1-10Pa的氩气或其他惰性气体。在阴极(靶)1-3KV DC负高压或13.56MHz射频电压的作用下,产生辉光放电。电离的氩离子轰击靶表面,使靶原子飞溅出来,沉积在衬底上,形成薄膜。溅射方法有很多种,包括两段溅射、三段或四段溅射、磁控溅射、靶溅射、射频溅射、偏置溅射、不对称交流射频溅射、离子束溅射和反应溅射。

  由于中频磁控溅射的原子是与数十电子伏能量的正离子交换动能后飞溅出来的,所以溅射的原子具有较高的能量,有利于提高原子在沉积过程中的扩散能力和沉积组织的密度,使得制备的薄膜与基底具有较强的附着力。

  中频磁控溅射时,气体电离后,气体离子在电场作用下飞向与阴极相连的靶材,而电子则飞向接地的壁腔和衬底。这样在低电压、低气压下,产生的离子数量少,靶材溅射效率低;但在高电压高压下,虽然可以产生更多的离子,但飞向衬底的电子携带了很高的能量,容易造成衬底发热甚至二次溅射,从而影响薄膜的质量。此外,靶原子在飞向衬底的过程中与气体分子发生碰撞的几率也大大增加,因此靶原子分散到整个腔体中,不仅会造成靶的浪费,还会造成多层膜制备中各层的污染。

 

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