磁控溅射阴极是磁控溅射工艺中的关键部件。该工艺是一种用于制备薄膜的物理气相沉积（PVD）技术。
阴极是目标材料的平台。这种材料将作为薄膜沉积到基底上。
阴极带负电荷，下面装有一组永久磁铁。
这些磁铁与电场共同作用，创造出一种称为 E×B 漂移的复杂场环境。这极大地影响了电子和离子在靶材附近的行为。
什么是磁控溅射阴极？5 个要点说明
1.电极配置和气体电离
在磁控溅射系统中，两个电极被放置在一个充满低压惰性气体（通常为氩气）的腔室中。
目标材料，即要沉积成薄膜的物质，安装在阴极上。
当在阴极和阳极之间施加高压时，会使氩气电离，从而形成等离子体。
该等离子体包含氩离子和电子，它们对溅射过程至关重要。
2.磁场的作用
阴极下的永久磁铁在增强电离过程和控制带电粒子运动方面起着至关重要的作用。
磁场与电场相结合，在洛伦兹力的作用下使电子沿着螺旋轨迹运动。
这延长了电子在等离子体中的路径，增加了它们与氩原子碰撞并使其电离的可能性。
高等离子体密度有助于提高离子轰击目标的速率。
3.溅射过程
电离的氩离子在电场的作用下加速冲向带负电的阴极/靶。
撞击时，这些高能离子会通过一种称为溅射的过程将原子从靶表面溅射出来。
这些射出的原子随后穿过真空，沉积到基底上，形成薄膜。
4.优化和现代改进
现代磁控溅射阴极旨在通过改进沉积压力、速率和到达的原子能量等特性来优化溅射过程。
创新包括减少屏蔽离子的部件和使用磁力固定靶，从而提高热稳定性和机械稳定性。
5.5. 二次电子的贡献
离子与靶表面碰撞产生的二次电子被靶附近的磁场所包含。
这些电子有助于工艺气体的进一步电离，有时甚至会电离靶材原子，从而提高溅射工艺的整体效率。
总之，磁控溅射阴极是一种精密的电极系统，它利用电场和磁场有效地电离工作气体，并促进目标材料以薄膜形式沉积到基底上。
它的设计和操作对于在各种工业和研究应用中实现高质量薄膜沉积至关重要。
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