磁控溅射工作原理

2020-05-06

  磁控溅射工作原理:

  这是属于辉光放电的范畴,它采用阴极溅射原理进行镀膜。涂层粒子是由辉光放电中氩离子对阴极靶材的溅射作用产生的。靶原子被氩离子溅射下来,沉积在元素表面,形成所需的薄膜。磁控的原理是利用正交电磁场的分布来控制电子在电场中的运动轨迹,使电子在正交电磁场中成为摆线运动,从而大大增加了与气体分子碰撞的几率。

  溅射机理:

  溅射就是利用高能粒子(主要是电场加速的正离子)撞固体表面(靶),使固体原子(分子)从表面发射出来的现象。磁控溅射现象由来已久。前人做了大量实验研究来验证这个,在这个实验研究的基础上,我们对这一重要物理现象得出如下结论:

  (1)溅射速率随入射离子能量的增加而增加,随入射离子能量的增加而减小;

  (2)溅射速率与入射粒子的质量有关

  (3)当入射离子能量低于某一临界值(阈值)时,不会发生溅射;

  (4)溅射原子的能量比蒸发原子的能量大许多倍;

  (5)当入射离子能量很低时,溅射原子的角分布不符合余弦分布。角分布也与入射离子的方向有关。从单晶靶上溅射出来的原子倾向于向较大晶体密度方向聚集。

  (6)由于电子的质量很小,即使目标会被高能电子轰击,也并不会出现溅射现象。因为磁控溅射是一个比较复杂的物理过程,涉及到很多因素。虽然长期以来人们都在对溅射机理进行大量的研究,提出了许多的理论,但很难解释溅射现象。


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