磁控濺射氬離子去哪了
1. 磁控濺射鍍和多弧鍍那個能量級高是多少
控濺射原理電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發生碰撞,電離出大量的氬離子和電子,電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材,濺射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛侖磁力的影響,被束縛在靠近靶面的等離子體區域內,該區域內等離子體密度很高,二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運動,該電子的運動路徑很長,在運動過程中不斷的與氬原子發生碰撞電離出大量的氬離子轟擊靶材,經過多次碰撞後電子的能量逐漸降低,擺脫磁力線的束縛,遠離靶材,最終沉積在基片上。 磁控濺射就是以磁場束縛和延長電子的運動路徑,改變電子的運動方向,提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。電子的歸宿不僅僅是基片,真空室內壁及靶源陽極也是電子歸宿。但一般基片與真空室及陽極在同一電勢。磁場與電場的交互作用使單個電子軌跡呈三維螺旋狀,而不是僅僅在靶面圓周運動。至於靶面圓周型的濺射輪廓,那是靶源磁場磁力線呈圓周形狀。磁力線分布方向不同會對成膜有很大關系。 在機理下工作的不光磁控濺射,多弧鍍靶源,離子源,等離子源等都在此原理下工作。所不同的是電場方向,電壓電流大小而已。
2. 磁控濺射中的二次電子
磁控濺射中撞擊Ar原子的是被電場加速的電子,公認的是碰撞理論,入射離子與固體表面原子發生彈性碰撞後,將其中一部分能量給了原子,該原子的動能超過它與其他原子形成的勢壘(對金屬約5--10ev)時,原子就會從晶格點陣碰出,形成離位原子,又與其他附近原子發生反復碰撞--聯級碰撞。當原子動能超過結合能(1--6ev)時,原子離開表面進入真空室沉積在設置的基體上,形成薄膜。
入射正離子轟擊固體表面後除產生原子外,還有其他現象產生,主要是原子和電子。原子沉積在基體上形成薄膜,電子用來維持輝光放電的繼續。二次電子主要是氬原子被撞擊後產生的,Ar+離子最後撞擊靶材(靶材是陰極帶負電),失去能量,得到電子,還原為氬原子,所以在濺射純金屬時,氬流量確定以後,無論提高還是降低濺射功率,真空度基本不變,而在反應濺射時,反應氣體過量時,提高濺射功率可以減輕真空度降低。
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3. 磁控濺射真空附碳濺射氣體最終去哪了
濺射過程是通過電能,使氣體的離子(可以理解為為氣體顆粒)轟擊靶材(一般是金屬濺射物),就像磚頭砸土牆,土牆的部分原子濺射出來,落在所要鍍膜的基體上的過程。 如果氣體太多,氣體離子在運行到靶材的過程中,很容易跟路程中的其他氣體離子
4. 磁控濺射膜 是什麼意思 另外 是不是 金屬膜都是採用磁控濺射技術的
金屬膜是採用磁控濺射技術的。
磁控濺射膜
主要利用輝光放電(glow
discharge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面,
靶材的原子被彈出而堆積在基板表面形成薄膜。濺鍍薄膜的性質、均勻度都比蒸鍍薄膜來的好,但是鍍膜速度卻比蒸鍍慢很多。新型的濺鍍設備幾乎都使用強力磁鐵將電子成螺旋狀運動以加速靶材周圍的氬氣離子化,
造成靶與氬氣離子間的撞擊機率增加,
提高濺鍍速率。一般金屬鍍膜大都採用直流濺鍍,而不導電的陶磁材料則使用RF交流濺鍍,基本的原理是在真空中利用輝光放電(glow
discharge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面,電漿中的陽離子會加速沖向作為被濺鍍材的負電極表面,這個沖擊將使靶材的物質飛出而沉積在基板上形成薄膜。一般來說,利用濺鍍製程進行薄膜披覆有幾項特點:(1)金屬、合金或絕緣物均可做成薄膜材料。(2)再適當的設定條件下可將多元復雜的靶材製作出同一組成的薄膜。(3)利用放電氣氛中加入氧或其它的活性氣體,可以製作靶材物質與氣體分子的混合物或化合物。(4)靶材輸入電流及濺射時間可以控制,容易得到高精度的膜厚。(5)較其它製程利於生產大面積的均一薄膜。(6)濺射粒子幾不受重力影響,靶材與基板位置可自由安排。(7)基板與膜的附著強度是一般蒸鍍膜的10倍以上,且由於濺射粒子帶有高能量,在成膜面會繼續表面擴散而得到硬且緻密的薄膜,同時此高能量使基板只要較低的溫度即可得到結晶膜。(8)薄膜形成初期成核密度高,可生產10nm以下的極薄連續膜。(9)靶材的壽命長,可長時間自動化連續生產。(10)靶材可製作成各種形狀,配合機台的特殊設計做更好的控制及最有效率的生產。
5. 磁控濺射離子鍍:
磁控濺射離子鍍:是將磁控濺射的大面積穩定的濺射源和離子鍍技術的高能離子對基板的轟擊作用結合起來,在一個裝置中實現氬離子對磁控靶的大面積穩定的濺射過程,與此同時,在基板的負偏壓的作用下,高能的靶材元素離子在基板上發生轟擊、濺射、注入及沉積過程。
6. 磁控濺射的原理
基本原理 :
磁控濺射技術是在普通直流(射頻)濺射技術的基礎上發展起來的。早期的直流(射頻)濺射技術是利用輝光放電產生的離子轟擊靶材來實現薄膜沉積的。但這種濺射技術的成膜速率較低,工作氣壓高(2~10Pa)。為了提高成膜速率和降低工作氣壓,在靶材的背面加上了磁場,這就是最初的磁控濺射技術。
磁控濺射法在陰極位極區加上與電場垂直的磁場後,電子在既與電場垂直又與磁場垂直的方向上做迴旋運動,其軌跡是一圓滾線,這樣增加了電子和帶電粒子以及氣體分子相撞的幾率,提高了氣體的離化率,降低了工作氣壓,同時,電子又被約束在靶表面附近,不會達到陰(陽)極,從而減小了電子對基片的轟擊,降低了由於電子轟擊而引起基片溫度的升高
電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,並以高能量轟擊靶表面,使靶材發生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,產生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運動軌跡近似於
磁控濺射
一條擺線。若為環形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑不僅很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,並且在該區域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,並在電場E的作用下最終沉積在基片上。由於該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。
磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經歷復雜的散射過程,和靶原子碰撞,把部分動量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級聯過程。在這種級聯過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量,離開靶被濺射出來。
7. 磁控濺射使用在哪些領域里
是物理鍍膜法,和熱蒸鍍還有激光脈沖鍍膜隸屬於物理鍍膜方法。
磁控濺射,鍍的膜比較緻密,而且可重復性高,現在有條件的機構都用磁控濺射方法鍍膜,我們實驗室就有好幾台這種儀器。這設備主要就是真空系統,和電源系統,其他的就是外殼了