直流溅射所需的压力通常在 0.5 mTorr 到 100 mTorr 之间。
这一压力对于维持溅射过程的适宜环境是必要的。
该过程涉及使用高纯度惰性气体(通常为氩气)来产生等离子体,从而促进薄膜的沉积。
4 个关键因素说明
1.基础压力和回填
在溅射过程开始之前,真空室要进行抽真空,以去除 H2O、空气、H2 和 Ar 等杂质,从而达到基压。
这对于确保环境清洁和有利于高质量薄膜的沉积至关重要。
达到基础压力后,在腔室中回充高纯度惰性气体,通常是氩气。
选择氩气的原因是其相对质量和在等离子体中分子碰撞时有效传递动能的能力。
2.形成等离子体的工作压力
直流溅射过程中的工作压力设定在可以形成等离子体的范围内。
等离子体至关重要,因为它产生的气体离子是溅射的主要驱动力。
形成等离子体所需的压力约为 10^-2 到 10^-3 托,大大高于真空系统中可达到的基本压力(通常高达 10^-7 托)。
之所以需要较高的压力,是因为溅射需要一种工艺气体来提供将材料从靶材上剥离所需的离子。
3.对薄膜特性的影响
基底压力和工作压力会极大地影响所生产薄膜的特性。
热蒸发或电子束蒸发可以在极低的压力(即 10^-8 托)下运行,而溅射则不同,它需要一定的气体压力来维持等离子体和离子轰击目标材料。
这一压力范围可确保离子具有足够的能量和密度,从而有效地将目标材料溅射到基底上。
4.压力的控制和保持
腔体内所需的工作压力是通过真空泵组合来实现的,通常是双级旋转真空泵或由旋转泵支持的涡轮分子泵。
氩气通过精密控制阀小心地进入腔室,以便将压力精确调整到有效溅射所需的范围。
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