磁控測射法具有設備簡單，鍍膜面積大，其面升溫緩慢以及成本相對較低的特點 在科研領域得到了廣泛的
應用,本文以作者淺薄理解為基礎,磁控濺射鍍膜技術為例,從以下幾個方面帶讀者進行一個初步了解
1.涉及專業術語簡介
2.磁控濺射法原理簡介
3.微觀分析磁控濺射法鍍膜原理
專業術語
此處通俗介紹原理相關術語,方便后文理解
靶材與襯底(基面)膛 原子材料成為靶材 被 鍍膛材料 稱為襯底,例如將鈮鍍在右英表面,此時 鈮靶成為
材,石英面'稱為襯底
工作氣體:磁控鍍膜需要在真空條件下進行的,此時設備內還應有工作氣體,通常使用"氬氣,原因會在后文講解
級聯碰撞 級聯碰撞發生在靶材上,簡單來說就是高能是入射離子打在靶材上,使勒材內原子獲得能顯并會發生
相互碰撞的現象
磁控濺射法原理簡介
此處對磁控濺射法原理進行簡單描述,為了方便不需要詳細了解的讀者進行簡要學習
簡單來說,磁控濺射法就是將靶材置于陰極.電子與工作氣體碰撞會分解出正離子,在電場的作用下,正離子會
轟擊靶材表面.靶材內原了獲得能量且因此發生級聯碰撞,最終發生濺射現象,完成鍍膜工作。
磁控濺射法鍍膜微觀原理介紹
圖中可以看出存在e.e1.e2.e3四種電子,除此之外,還存在Ar和其分離出的Ar+離子 ;施加電場E.方向向下:勒
材置于陰極.從微觀分析的角度解釋如下幾個現象
為什么會發生濺射現象?
電子e在電場E和磁場力共同作用下做擺動運動,運動途中會與工作氣體Ar發生碰撞
(擺動運動大大提高碰撞概率),當電子能量超過30eV時,會將Ar分離出Ar+,同時產生新的電子e1.Ar+離子會轟
擊置于陰極的靶材,Ar+的部分能量傳遞給靶材內的原子,靶材內原子發生級聯碰撞,當原子聚集的能量超過原
子間結合能時,靶材原子以表面溢出,產生濺射現象.
為什么磁控濺射法基面升溫慢?
上文中講到電子e碰撞后產生電子e1.隨著電子e與工作氣體的碰撞次數增加
產生的e1不僅距離靶材越來越遠.而且e1的能量也會越來越低.此時e1能量降低而做e3那樣沿著磁力線回轉
運動,導致e1的能量進一步降低,因此e1沉積到基面時能量已經非常低了,也因此基面的溫度升高非常緩慢
補充:上圖e2這個電子比較有意思了,直接打在了基面上,按道理會有很大能量,導致基面快速升溫,那為什么磁
控濺射法基面升溫很慢呢?
首先解釋一下e2這個電子,它是比較特殊的一類,指的是位于磁場軸線處的電子,此處電場磁場相互平行,因此
e2會直接打在基面上,但是在磁控濺射設備上,磁極軸線上離子密度很低,所以e2其實是非常少的,所以對基面
溫度影響也是非常有限的
