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磁控溅射镀膜设备的工作原理
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2022-10-19 | 389 次浏览 | 分享到:


磁控溅射镀膜设备的工作原理应从一开始"溅射现象"说起,人们从发现开始"溅射现象"发展至"溅射镀膜"经过长时间的发展,早在20世纪50年代的法拉第气体放电实验中就发现了溅射现象。但当时只把这种现象作为一种避免范围的研究,认为这种现象是有害的。

直到20世纪,才有人证明沉积金属是阴极被正离子轰击溅出的物质.20世纪60年代溅射制成的钽膜出现.到1965年,同轴圆柱磁控溅射装置和三级溅射装置出现。20世纪70年代,开发了平面磁控溅射镀膜设备,实现了高速低温溅射涂料,使溅射涂料每天进展迅速。

磁控溅射镀膜设备的磁控溅射靶采用静态电磁场,磁场为曲线型,同轴圆柱形靶采用对数电场;平面靶采用均匀电场;S-枪靶位于两者之间,各部分原理相同。

受电场影响,电子加速飞向基材,在此过程中与氩原子发生碰撞,如果电子本身足够3000,eV如果是能量,则电离Ar?同时产生电子,电子仍飞向基材,Ar?受电场影响,它会移动到阴极(即溅射靶),同时用高能量轰击靶表面,即溅射靶材。

在这些溅射粒子中,中性靶分子或原子沉积在基板上形成薄膜;当二次电子加速飞向基板时,在磁场的洛伦兹力的影响下,在靶表面进行了一系列圆周运动,该电子不仅运动路径长,而且被电磁场理论束缚在靠近靶表面的等离子体区域内.在这一区域内,大量电离出Ar?对靶材进行轰击,因此磁控溅射镀膜设备沉积率高.

随着碰撞频率的增加,电子能量会逐渐减弱,电子能量会逐渐远离靶面,低能电子会沿着磁力线来回振荡,直到电子能量快速耗尽,沉积在基材上,受电场影响。

由于电子能量较弱,传递给基材的能量较低,基材的温升效果不大,位于磁极轴上的电场与磁场平行,第二类电子将直接飞向基板.但在磁控溅射涂层设备中,磁极轴的离子电流密度较低,因此包括电子数据在内的第二类很少,使得基板温升效果较差.

磁控溅射镀膜设备的基本原理是通过磁场改变电子运动的方向,通过延长电子运动路径和区域范围,增加电子电离概率,更好地利用电子能量,这是磁控溅射技术"高速"和"低温"的特性机理。


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