广州专业磁控溅射处理 广东省科学院半导体研究所供应

真空磁控溅射镀膜技术的特点：1、沉积速率大。由于采用高速磁控电极，可获得的离子流很大，有效提高了此工艺镀膜过程的沉积速率和溅射速率。与其它溅射镀膜工艺相比，磁控溅射的产能高，广州专业磁控溅射处理、产量大、于各类工业生产中得到普遍应用。2、功率效率高。磁控溅射靶一般选择200V-1000V范围之内的电压，通常为600V，因为600V的电压刚好处在功率效率的较高有效范围之内。3、溅射能量低。磁控靶电压施加较低，广州专业磁控溅射处理，广州专业磁控溅射处理，磁场将等离子体约束在阴极附近，可防止较高能量的带电粒子入射到基材上。空磁控溅射技术是指一种利用阴极表面配合的磁场形成电子陷阱，使E×B的作用下电子紧贴阴极表面飘移。广州专业磁控溅射处理

磁控溅射包括很多种类。各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点：利用磁场与电场交互作用，使电子在靶表面附近成螺旋状运行，从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。靶源分平衡式和非平衡式，平衡式靶源镀膜均匀，非平衡式靶源镀膜膜层和基体结合力强。平衡靶源多用于半导体光学膜，非平衡多用于磨损装饰膜。磁控阴极按照磁场位形分布不同，大致可分为平衡态磁控阴极和非平衡态磁控阴极。平衡态磁控阴极内外磁钢的磁通量大致相等，两极磁力线闭合于靶面，很好地将电子/等离子体约束在靶面附近，增加了碰撞几率，提高了离化效率，因而在较低的工作气压和电压下就能起辉并维持辉光放电，靶材利用率相对较高。但由于电子沿磁力线运动主要闭合于靶面，基片区域所受离子轰击较小。非平衡磁控溅射技术，即让磁控阴极外磁极磁通大于内磁极，两极磁力线在靶面不完全闭合，部分磁力线可沿靶的边缘延伸到基片区域，从而部分电子可以沿着磁力线扩展到基片，增加基片区域的等离子体密度和气体电离率。广州多层磁控溅射工艺非平衡磁控溅射的磁场有边缘强，也有中部强，导致溅射靶表面磁场的“非平衡”。

磁控溅射靶材的分类如下：根据材料的成分不同，靶材可分为金属靶材、合金靶材、无机非金属靶材等。其中无机非金属靶材又可分为氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同种类靶材。根据几何形状的不同，靶材可分为长方体形靶材、圆柱体靶材和不规则形状靶材；此外，靶材还可以分为实心和空心两种类型靶材。目前靶材较常用的分类方法是根据靶材应用领域进行划分，主要包括半导体领域应用靶材、记录介质应用靶材、显示薄膜应用靶材、光学靶材、超导靶材等。其中半导体领域用靶材、记录介质用靶材和显示靶材是市场需求规模较大的三类靶材。

磁控溅射方法可用于制备多种材料，如金属、半导体、绝缘子等。它具有设备简单、易于控制、涂覆面积大、附着力强等优点。磁控溅射发展至今，除了上述一般溅射方法的优点外，还实现了高速、低温、低损伤。磁控溅射镀膜常见领域应用：1、各种功能薄膜。如具有吸收、透射、反射、折射、偏振等功能。例如，在低温下沉积氮化硅减反射膜以提高太阳能电池的光电转换效率。2、微电子。可作为非热镀膜技术，主要用于化学气相沉积。3、装饰领域的应用：如各种全反射膜和半透明膜；比如手机壳、鼠标等。单向脉冲正电压段的电压为零!溅射发生在负电压段。

高速率磁控溅射的一个固有的性质是产生大量的溅射粒子而获得高的薄膜沉积速率，高的沉积速率意味着高的粒子流飞向基片，导致沉积过程中大量粒子的能量被转移到生长薄膜上，引起沉积温度明显增加。由于溅射离子的能量大约70%需要从阴极冷却水中带走，薄膜的较大溅射速率将受到溅射靶冷却的限制。冷却不但靠足够的冷却水循环，还要求良好的靶材导热率及较薄膜的靶厚度。同时高速率磁控溅射中典型的靶材利用率只有20%～30%，因而提高靶材利用率也是有待于解决的一个问题。脉冲磁控溅射可以提高溅射沉积速率，降低沉积温度。广州专业磁控溅射处理

高能电子不断与气体分子发生碰撞并向后者转移能量，使之电离而本身变成低能电子。广州专业磁控溅射处理

磁控溅射靶材的原理如下：在被溅射的靶极与阳极之间加一个正交磁场和电场，在高真空室中充入所需要的惰性气体，永久磁铁在靶材料表面形成250～350高斯的磁场，同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下，Ar气电离成正离子和电子，靶上加有一定的负高压，从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大，在阴极附近形成高密度的等离子体，Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面，以很高的速度轰击靶面，使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。磁控溅射一般分为二种：直流溅射和射频溅射，其中直流溅射设备原理简单，在溅射金属时，其速率也快。而射频溅射的使用范围更为普遍，除可溅射导电材料外，也可溅射非导电的材料，同时还可进行反应溅射制备氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射频的频率提高后就成为微波等离子体溅射，如今，常用的有电子回旋共振型微波等离子体溅射。广州专业磁控溅射处理

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