溅射工艺主要通过气体电离产生等离子体。
这种方法涉及几个关键步骤和条件。
下面是详细分解:
1.气体引入和压力控制
该工艺首先将惰性气体(通常为氩气)引入真空室。
真空室内的压力受到严格控制,通常最高为 0.1 托。
这种低压环境对随后的电离过程至关重要。
2.高压应用
一旦达到所需的压力,就会对气体施加高压。
这种电压可以是直流(直流电)或射频(射频)。
有必要使氩原子电离。
氩的电离电势约为 15.8 电子伏特 (eV)。
施加的电压必须克服这一电势才能启动电离。
3.形成等离子体
外加电压会使氩原子失去电子,转化为带正电荷的离子。
这一电离过程会产生等离子体。
等离子体是电子与其原子核离解的一种物质状态。
由此形成的等离子体包含氩离子、电子和一些中性原子的混合物。
4.与目标材料的相互作用
等离子体是在靠近要溅射的目标材料(通常是金属或陶瓷)的地方产生的。
靶材放置在磁铁组件附近。
当等离子体处于活动状态时,氩离子在电场的作用下加速冲向靶材。
这些高能离子与靶表面碰撞,使原子从靶上脱落。
溅射和镀膜
从靶上脱落的原子被喷射到气相中,然后沉积到附近的基底上,形成薄膜。
这一过程称为溅射。
溅射速度取决于多个因素,包括溅射产量、靶材摩尔重量、材料密度和离子电流密度。
增强技术
为了改进溅射过程,可以采用三极溅射等技术。
这种方法使用热丝电弧放电来增强辉光放电。
不过,这些方法在实现大面积均匀镀膜方面具有挑战性,在工业中并不常用。
总之,溅射中的等离子体是在受控的低压条件下通过高压电离氩气等惰性气体产生的。
然后,该等离子体与目标材料相互作用,喷射出原子,在基底上沉积成薄膜。
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