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磁控濺射的工作原理

發(fā)布時間:2020-06-01 08:54:11  瀏覽次數(shù):

   磁控濺射是物理氣相沉積的一種。

磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)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,并以較高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)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(chǎn)生的二次電子會受到電場和磁場作用,產(chǎn)生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運(yùn)動軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動,它們的運(yùn)動路徑不僅很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,從而實(shí)現(xiàn)了較高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠(yuǎn)離靶表面,并在電場E的作用下沉積在基片上。由于該電子的能量很低,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(jīng)歷復(fù)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(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運(yùn)動的足夠動量,離開靶被濺射出來。


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