文档介绍：磁控溅射镀膜及其应用
曹达华
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溅射原理
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溅射原理
1. 先让惰性气体（通常为Ar气）产生辉光放电现象产生带电的离子；
2. 带电离子经电场加速后撞击靶材表面，使靶材原子被轰击而飞出来，同时产生二次电子，再撞击气体原子从而形成更多的带电离子；
3. 靶材原子携带着足夠的动能到达被镀物(基材)的表面进行沉积。
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溅射原理
溅射沉积示意图
溅射原理示意图
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溅射原理
直流辉光放电的电压电流密度关系图
溅射示意图
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溅射原理
巴邢曲线
击穿电压UB：形成“异常辉光放电”的关键是击穿电压UB。UB主要取决于二次电子的平均自由程和阴阳极之间的距离。为了引起最初的“雪崩”，每个二次电子必须产生出约10～20个离子。若气压太低或者极间距离太小，二次电子撞到阳极之前，无法达到所需的电离碰撞次数。若气压太高或极间距离太大，气体中形成离子将因非弹性碰撞而减速，以至于当轰击阴极时，已无足够的能量产生二次电子。
巴邢曲线
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溅射原理
辉光电位分布示意图
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溅射原理
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磁控溅射原理
原理: 为了提高离化率,增加溅射沉积的速率,在靶背面增加磁场是个有效的方法----电场与磁场的交互作用,使得二次电子在靶面做螺旋式运动,大大延长了二次电子的运动行程，从而大大增加了它同气体分子碰撞的机会，从而大大地提高了离化率，增加了溅射速率。
二次电子在正交电磁场的运动
二次电子在靶面的运动示意图
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磁控溅射原理
磁控溅射具有以下两大优点：提高等离子密度，从而提高溅射速度；减少轰击零件的电子数目，因而降低了基材因电子轰击的温升。因此，该技术在薄膜技术中占有主导地位。
磁控溅射阴极的最大缺点是：使用平面靶材是，靶材在跑道区形成溅射沟道，这沟道一旦贯穿靶材，则整块靶材即报废，因而靶材的利用率只有20-30%。不过，目前为了避免这个缺点，很多靶材采用圆柱靶材形式，靶材利用率得以大幅度提高。
矩形平面靶安装结构示意图
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