射频(RF)等离子体和直流(DC)等离子体的主要区别在于它们的工作特性和可有效处理的材料类型。射频等离子体的工作压力较低,可以处理导电和绝缘目标材料,而直流等离子体需要较高的压力,主要用于导电材料。
工作压力:
射频等离子体可在较低的腔室压力(通常低于 15 mTorr)下保持气体等离子体。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,为溅射目标提供了更直接的途径。相比之下,直流等离子体需要 100 mTorr 左右的较高压力,这会导致更频繁的碰撞,并可能降低材料沉积的效率。目标材料的处理:
射频系统用途广泛,既可处理导电靶材料,也可处理绝缘靶材料。这是因为射频的振荡电场可防止靶材上的电荷积聚,而这是直流系统用于绝缘材料时的常见问题。在直流溅射中,电荷积聚会导致电弧,从而对工艺造成损害。因此,在处理非导电材料时,射频溅射是首选。
维护和操作优势:
射频系统,尤其是像 ECR(电子回旋共振)等离子涂层这样的无电极系统,可提供较长的运行时间,无需中断维护。这是因为与使用直流电的系统不同,无需更换电极。射频或微波系统(工作频率分别为 13.56 MHz 和 2.45 GHz)因其可靠性和减少停机时间而受到青睐。
等离子体的形成和稳定性: