直流磁控溅射和射频磁控溅射的主要区别在于施加到靶材上的电压类型。直流磁控溅射使用的是恒定电压,而射频磁控溅射使用的是射频交变电压。这种区别对溅射过程和可有效溅射的材料类型有若干影响。
直流磁控溅射:
在直流磁控溅射中,目标材料受到来自等离子体的高能离子轰击,从而导致原子从目标材料中喷射出来并沉积到基底上。对于导电材料来说,这种方法既直接又高效,因为恒定的电压可确保稳定的等离子体和一致的溅射率。然而,直流溅射会导致靶材表面电荷积聚,尤其是在溅射绝缘材料时,这会破坏溅射过程。射频磁控溅射:
射频磁控溅射使用交流电压,通常为无线电频率(13.56 MHz),有助于防止目标表面的电荷积聚。这使得射频溅射特别适用于绝缘材料,因为交流电能有效中和任何电荷积聚。此外,与直流溅射(需要约 100 mTorr)相比,射频溅射可将气体等离子体保持在较低的腔室压力(低于 15 mTorr)下。这种较低的压力减少了带电等离子体粒子与目标材料之间的碰撞次数,从而使溅射路径更加直接。
优缺点:
射频溅射的优点是能够有效地溅射金属和电介质材料,而不会出现直流溅射可能出现的电弧风险,尤其是在靶材上有氧化物岛或尖角时。不过,射频溅射的电源传输系统比直流溅射更复杂,效率也更低。射频电源的效率通常较低,需要更复杂的冷却系统,因此运行成本较高,尤其是在较高功率水平下。
应用: