溅射是一种物理气相沉积(PVD)技术,用于在基底上沉积材料薄膜。它使用电离气体烧蚀目标材料,使目标材料中的原子喷射出来并沉积到基底上,形成一层薄而均匀的高纯度涂层。这种工艺用途广泛,可用于各种基底,包括非导电基底。
溅射类型:
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溅射技术分为几种类型,每种类型适合不同的应用:直流(DC)溅射:
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这是最简单的溅射形式,即对目标材料施加直流电,使其在等离子体的离子轰击下喷射出原子。射频(RF)溅射:
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射频溅射利用射频功率产生等离子体。这种方法对沉积绝缘材料特别有用,因为它不要求目标材料是导电的。中频(MF)溅射:
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这种技术使用介于直流和射频之间的频率,结合了两者的一些优点。它能有效沉积难以单独使用直流或射频溅射的材料。脉冲直流溅射:
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这种方法使用脉冲直流电,有助于减少绝缘基底上的充电效应,并能提高薄膜质量。高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS):
高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)使用非常高的功率脉冲来产生高密度等离子体,从而使溅射粒子电离程度更高。这使得薄膜具有更好的附着力和更致密的结构。溅射过程:
溅射过程开始时,首先将基片置于充满惰性气体(通常为氩气)的真空室中。要沉积的目标材料带负电荷,变成阴极。这种电荷导致自由电子从靶材中流出,然后与气体原子碰撞,使其电离。这些被电离的气体原子(离子)在电场的作用下加速冲向靶材,与靶材碰撞并导致原子从靶材表面喷射出来。这些射出的原子穿过真空,沉积在基底上,形成薄膜。
溅射的应用:
由于溅射技术能够形成高质量的薄膜,因此被广泛应用于各行各业。它可用于制造半导体、光学设备、太阳能电池,以及电子产品和数据存储设备(如 CD 和磁盘驱动器)中的涂层材料。该技术在研究中也很有价值,可为分析实验和纳米技术创建精确的薄膜结构。