溅射是一种用于制造薄膜的物理气相沉积(PVD)技术。与其他方法不同的是,源材料(目标)不会熔化;相反,原子是通过轰击气态离子的动量传递喷射出来的。这种工艺的优点包括:喷射出的原子动能大,附着力强;适合熔点高的材料;能在大面积上沉积均匀的薄膜。
详细说明:
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溅射机制:
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在溅射过程中,受控气体(通常为氩气)被引入真空室。阴极放电,产生等离子体。来自等离子体的离子被加速冲向目标材料,目标材料是待沉积材料的来源。当这些离子撞击靶材时,它们会传递能量,导致靶材中的原子被喷射出来。
- 工艺步骤:离子生成:
- 离子在等离子体中产生,并射向目标材料。原子喷射:
- 这些离子的撞击导致目标材料中的原子被溅射掉。运输:
- 溅射出的原子通过一个压力降低的区域被输送到基底。沉积:
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这些原子在基底上凝结,形成薄膜。
- 溅射的优点:均匀性和控制:
- 溅射可以使用大尺寸的靶材,从而使大面积的薄膜厚度均匀一致。在保持操作参数不变的情况下,通过调整沉积时间可轻松控制薄膜厚度。材料多样性:
- 它适用于多种材料,包括高熔点材料,并可沉积具有可控成分和特性的合金和化合物。沉积前清洁:
- 沉积前可在真空中对基底进行溅射清洁,从而提高薄膜质量。避免器件损坏:
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与其他一些 PVD 方法不同,溅射可避免 X 射线对设备造成损坏,从而使其对精密部件更加安全。应用和可扩展性:
溅射是一种成熟的技术,可从小规模研究项目扩展到大规模生产,因此可广泛应用于半导体制造和材料研究等各种应用和行业。