溅射是一种物理气相沉积(PVD)工艺,固态目标材料中的原子在高能离子轰击下被喷射到气相中。这种工艺广泛用于薄膜沉积和分析技术。
工艺概述:
溅射需要使用一个充满惰性气体(通常是氩气)的真空室。要在基底上沉积成薄膜的目标材料被放置在真空室中,并带负电荷作为阴极。负电荷引发自由电子与气体原子碰撞,使其电离。这些被电离的气体原子现在带正电,它们被加速冲向目标材料,以足够的能量撞击目标材料,使原子从目标材料表面喷射出来。这些喷出的原子随后穿过腔室,沉积到基底上,形成薄膜。
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详细说明:真空室设置:
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该过程首先将需要镀膜的基底置于真空室中。然后在真空室中充入惰性气体,通常是氩气,它不会与工艺中涉及的材料发生反应。气体电离:
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目标材料带负电荷,将其转化为阴极。负电荷导致自由电子从阴极流出。这些自由电子与氩气原子碰撞,击落气体原子中的电子,从而使其电离。溅射机制:
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电离后的气体原子现在带正电,被吸引到带负电的目标(阴极)上,并在电场的作用下加速。当这些高能离子与目标碰撞时,它们会将原子或分子从目标表面移开。这一过程被称为溅射。薄膜沉积:
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喷射出的目标材料原子形成蒸汽流,蒸汽流穿过腔室,沉积到基底上。这种沉积发生在原子层面,在基底上形成薄膜。溅射系统的类型:
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溅射系统有多种类型,包括离子束溅射、二极管溅射和磁控溅射。每种类型的溅射系统在产生离子和将离子引向目标的方式上有所不同,但基本的溅射机制是相同的。磁控溅射:
在磁控溅射中,在低压气体上施加高压以产生高能等离子体。该等离子体发出由电子和气体离子组成的辉光放电,通过提高气体的电离率来增强溅射过程。审查和更正: