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真空磁控溅射镀膜原理

溅射靶材 2020-07-20 09:39

电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞,电离出大量的氩离子和电子,电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响,被束缚在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动路径很长,在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,远离靶材,最终沉积在基片上。磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径,改变电子的运动方向,提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。电子的归宿不仅仅是基片,真空室内壁及靶源阳极也是电子归宿。但一般基片与真空室及阳极在同一电势。磁场与电场的交互作用(EXBdrift)使单个电子轨迹呈三维螺旋状,而不是仅仅在靶面圆周运动。至于靶面圆周型的溅射轮廓,那是靶源磁场磁力线呈圆周形状形状。磁力线分布方向不同会对成膜有很大关系。在EXBshift机理下工作的不光磁控溅射,多弧镀靶源,离子源,等离子源等都在次原理下工作。所不同的是电场方向,电压电流大小而已。用几十电子伏或更高动能的荷能粒子轰击材料表面,使其原子获得足够的能量而溅出进入气相,这种溅出的、复杂的粒子散射过程称为溅射。

溅射镀膜:在真空室中,利用荷能粒子轰击材料表面,使其原子获得足够的能量而溅出进入气相,然后在工件表面沉积的过程。在溅射镀膜中,被轰击的材料称为靶。

利用溅射法不仅可获得纯金属膜,也可以获得多组元膜。获得多组元膜的有代表性的三种方法,一为合金、化合物靶:用合金或复合氧化物制成的靶,二为复合靶:由两个以上的单金属复合而成,可有各种形状,三为多靶:采用两个以上的靶并使基板进行旋转,每一层约一个原子,经过交互沉积而得到化合物膜

金箔陶瓷靶

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