金属溅射是一种基于等离子体的沉积工艺,用于在基底上形成薄膜。该工艺是将高能离子加速射向目标材料,目标材料通常是金属。当离子撞击目标材料时,原子从其表面喷射或溅射出来。这些被溅射出的原子随后向基底移动,并结合成一层生长中的薄膜。
溅射过程的第一步是将靶材和基底置于真空室中。惰性气体(如氩气)被引入真空室。使用电源电离气体原子,使其带上正电荷。然后,带正电荷的气体离子被吸引到带负电荷的目标材料上。
当气体离子与目标材料碰撞时,它们会使其原子发生位移,并将其分解成喷射的粒子。这些被称为溅射粒子的颗粒穿过真空室,落在基底上,形成薄膜涂层。溅射速度取决于各种因素,如电流、束能和目标材料的物理性质。
磁控溅射是一种特殊类型的溅射技术,与其他真空镀膜方法相比具有优势。它能实现高沉积速率,能溅射任何金属、合金或化合物,能产生高纯度薄膜,能很好地覆盖台阶和小特征,并能使薄膜具有良好的附着力。它还能在热敏基底上镀膜,并在大面积基底上提供均匀性。
在磁控溅射中,对目标材料施加负电压,吸引正离子并产生较大的动能。当正离子与靶材表面碰撞时,能量会转移到晶格部位。如果转移的能量大于结合能,就会产生初级反冲原子,这些原子会进一步与其他原子碰撞,并通过碰撞级联分配能量。当沿表面法线方向传递的能量大于表面结合能的三倍时,就会发生溅射。
总之,金属溅射是一种多用途的精确工艺,用于制造具有特定性能(如反射率、电阻率或离子电阻率等)的薄膜。它可应用于各行各业,包括微电子、显示器、太阳能电池和建筑玻璃。
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