反应磁控溅射是磁控溅射的一种特殊形式,在真空室中引入反应气体,与溅射材料发生化学反应,在基底上形成复合薄膜。这种工艺将材料的物理溅射与化学气相沉积 (CVD) 反应相结合,提高了沉积薄膜的通用性和功能性。
详细说明:
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磁控溅射基础知识:
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磁控溅射是一种物理气相沉积(PVD)技术,目标材料受到来自等离子体的高能离子轰击,原子从目标材料中喷射出来,沉积到基底上。这一过程在真空室中进行,在真空室中产生等离子体并将其限制在靶材附近。带负电荷的靶吸引等离子体中带正电荷的离子。这些离子以高能量撞击靶材,使原子脱落,然后穿过真空室,沉积到基底上,形成薄膜。反应溅射:
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在反应性磁控溅射中,氮气或氧气等反应性气体被引入真空室。这种气体在等离子体环境中因高能碰撞而电离和反应。当金属靶上的溅射原子到达基底时,会与反应气体发生反应,形成化合物层(如氮化物或氧化物)。这一过程对于沉积功能涂层至关重要,而单纯的金属溅射无法实现这一功能。
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优势和应用:
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反应磁控溅射具有多种优势,包括能够沉积高纯度、高附着力的各种化合物薄膜。它尤其适用于沉积坚硬、耐磨的涂层,以及需要特定电气或光学特性的应用。该工艺适应性强,可对包括热敏基底在内的多种材料进行涂层,并且易于实现自动化。变化和改进:
该工艺可通过不平衡磁控溅射等技术进一步增强,从而提高基底的离子电流密度,改善沉积速率和薄膜性能。此外,使用不同形状的靶材(圆形、矩形、圆柱形)可以优化涂层工艺,以适应不同的应用和基底尺寸。