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            深圳市賡旭光電科技有限公司

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            平衡磁控濺射原理

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            平衡磁控濺射即傳統的磁控濺射,是在陰極 靶材背后放置芯部與外環磁場強度相等或相近 的永磁體或電磁線圈,在靶材表面形成與電場方 向垂直的磁場。沉積室充入一定量的工作氣體, 通常為Ar,在高壓作用下Ar 原了電離成為Ar+ 離子和電子,產生輝光放電,Ar+ 離子經電場加速 轟擊靶材,濺射出靶材原子、離子和二次電子等。 電子在相互垂直的電磁場的作用下,以擺線方式 運動,被束縛在靶材表面,延長了其在等離子體 中的運動軌跡,增加其參與氣體分子碰撞和電離 的過程,電離出更多的離子,提高了氣體的離化 率,在較低的氣體壓力下也可維持放電,因而磁 控濺射既降低濺射過程中的氣體壓力,也同時提 高了濺射的效率和沉積速率。

            但平衡磁控濺射也有不足之處,賡旭光電小編舉例跟你詳細講解下,由于 磁場作用,輝光放電產生的電子和濺射出的二次 電子被平行磁場緊緊地約束在靶面附近,等離子 體區被強烈地束縛在靶面大約60 mm 的區域,隨 著離開靶面距離的增大,等離子濃度迅速降低, 這時只能把工件安放在磁控靶表面50~100 mm 的范圍內,以增強離子轟擊的效果。這樣短的有 效鍍膜區限制了待鍍工件的幾何尺寸,不適于較 大的工件或裝爐量,制約了磁控濺射技術的應 用。且在平衡磁控濺射時,飛出的靶材粒子能量 較低,膜基結合強度較差,低能量的沉積原子在 基體表面遷移率低,易生成多孔粗糙的柱狀結構 薄膜。提高被鍍工件的溫度固然可以改善膜層的 結構和性能,但是在很多的情況下,工件材料本 身不能承受所需的高溫。

            非平衡磁控濺射的出現部分克服了以上缺 點,將陰極靶面的等離子體引到濺射靶前200~ 300 mm 的范圍內,使基體沉浸在等離子體中,如 圖1 所示。這樣,一方面,濺射出來的原子和粒子沉積在基體表面形成薄膜,另一方面,等離子體 以一定的能量轟擊基體,起到離子束輔助沉積的 作用,大大的改善了膜層的質量。

            平衡磁控濺射


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