直流溅射是一种物理气相沉积(PVD)技术,用于在基底上沉积材料薄膜。
该工艺包括在一个腔体内形成真空,引入氩气等气体,并对目标材料施加直流电压。
该电压使气体电离,形成等离子体,用离子轰击目标材料。
这些离子的撞击导致目标材料中的原子被喷射或 "溅射 "到等离子体中。
然后,这些原子穿过真空,沉积到基底上,形成薄膜。
5 个关键步骤说明
1.创建真空
直流溅射的第一步是在工艺腔内形成真空。
这一点至关重要,原因有几个。
首先,它可以延长粒子的平均自由路径,即一个粒子在与另一个粒子碰撞之前的平均移动距离。
在低压环境中,粒子可以在不发生碰撞的情况下移动更长的距离,从而使目标材料更均匀、更平滑地沉积到基底上。
2.形成等离子体
建立真空后,将气体(通常是氩气)引入腔室。
然后在靶材(阴极)和基底或腔壁(阳极)之间施加直流电压。
该电压使氩气电离,产生由氩离子和电子组成的等离子体。
3.轰击和溅射
等离子体中的氩离子在电场的作用下加速冲向带负电的目标。
当这些离子与目标碰撞时,它们将动能传递给目标原子,导致其中一些原子从表面射出。
这一过程称为溅射。
4.沉积到基底上
溅射的原子穿过真空,沉积到基底上。
由于真空导致平均自由路径较长,原子可以直接从靶到基底,而不会产生明显的散射,从而形成高质量的均匀薄膜。
5.控制和应用
直流溅射因其操作简单、成本效益高而备受青睐,尤其是在沉积导电材料时。
通过调节直流电压、气体压力和其他参数,可轻松控制该过程。
它广泛应用于半导体等行业,是制造微芯片电路的关键,也可用于珠宝和手表的镀金等装饰性应用。
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