射频溅射是一种用于制造薄膜的技术,主要用于计算机和半导体行业。它使用射频(RF)能量电离惰性气体,产生正离子撞击目标材料,使其破裂成细小的喷射物,覆盖在基底上。这种工艺与直流溅射有几个主要方面的不同:
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电压要求:与直流溅射相比,射频溅射需要更高的电压(1,012 伏或更高),直流溅射的工作电压通常在 2,000-5,000 伏之间。之所以需要较高的电压,是因为射频溅射是利用动能从气体原子中去除电子,而直流溅射则是利用电子直接轰击离子。
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系统压力:与直流溅射(100 mTorr)相比,射频溅射的腔室压力较低(低于 15 mTorr)。较低的压力可减少带电等离子体粒子与目标材料之间的碰撞,从而提高溅射过程的效率。
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沉积模式和目标材料:射频溅射特别适用于非导电或电介质目标材料,因为在直流溅射中,这些材料会积累电荷并排斥进一步的离子轰击,从而可能导致过程停止。射频溅射中的交流电(AC)有助于中和靶材上的电荷积聚,从而实现对不导电材料的持续溅射。
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频率和操作:射频溅射使用 1MHz 或更高的频率,这是在溅射过程中对靶材进行电放电所必需的。这种频率可有效利用交流电,在一个半周期内,电子中和靶材表面的正离子,在另一个半周期内,溅射的靶材原子沉积在基底上。
总之,与直流溅射相比,射频溅射利用更高的电压、更低的系统压力和交流电来管理电离和沉积过程,是一种多功能的有效薄膜沉积方法,尤其适用于非导电材料。
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