在溅射过程中,等离子体是通过气体电离形成的。气体电离包括在真空室中创造一个低压气体环境,并引入氩气等气体。然后向气体施加高压,使原子电离并形成等离子体。
详细说明:
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真空室和气体简介:
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该过程首先要对真空室进行抽真空,以形成真空。这一点至关重要,因为它可以减少可能干扰溅射过程的空气分子和其他污染物的数量。达到所需的真空度后,将惰性气体(通常是氩气)引入腔室。气体压力保持在支持电离的水平,通常不超过 0.1 托。气体电离:
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引入氩气后,向气体施加直流或射频高压。该电压足以电离氩原子,击落电子并产生带正电荷的氩离子和自由电子。氩的电离电势约为 15.8 电子伏特 (eV),这是从原子中移除一个电子所需的能量。在气体中施加电压可促进等离子体的形成,等离子体是一种电子从原子中剥离的物质状态。
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等离子体的形成:
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电离后的气体,即现在的等离子体,包含中性气体原子、离子、电子和光子的混合物。由于这些粒子之间的动态相互作用,等离子体处于接近平衡的状态。等离子体通过持续施加电压来维持电离过程,使等离子体保持活跃。与目标材料的相互作用:
等离子体位于目标材料附近,目标材料通常是金属或陶瓷。等离子体中的高能氩离子在电场的作用下加速向目标材料运动。当这些离子与靶材碰撞时,它们会传递能量,导致靶材中的原子被喷射或 "溅射 "到气相中。这些喷射出的粒子随后在基底上移动和沉积,形成薄膜。
控制和增强等离子体: