溅射气体压力对薄膜特性的影响是显著和多方面的。
与热蒸发或电子束蒸发不同，溅射需要压力约为 10^-2 至 10^-3 托的工艺气体来维持等离子体，以喷射目标材料。
气体压力直接影响沉积薄膜的均匀性、密度和缺陷形成。
4 影响薄膜特性的关键因素
均匀性和厚度分布
在工作压力介于 10^-2 Pa 到 10 Pa 之间时，溅射离子经常与气体分子碰撞，导致其方向随机偏离。
这种随机偏差有助于薄膜的均匀性，尤其是在复杂的几何形状中，传统的真空镀膜可能会因阴极效应而导致厚度不均。
溅射过程中更大的靶表面积也增强了这种均匀性。
薄膜密度和缺陷形成
气体压力对薄膜的密度和缺陷结构起着至关重要的作用。
气体压力过低会导致薄膜密度降低，并由于沉淀机制不足而形成针状缺陷。
相反，过高的气体压力会提高反应速度，但会降低颗粒的平均自由路径，不利于均匀覆盖，尤其是在阶梯表面。
高压还会增强等离子体中的聚合反应，破坏生长网络的规则性并增加缺陷。
反应溅射和靶材中毒
在反应溅射中，必须小心控制压力以避免靶材中毒，即靶材表面被反应气体带负电。
这种中毒会降低薄膜的生长速度，并增加中毒速度。
必须取得平衡，以确保压力既不会过低（减缓薄膜形成），也不会过高（加速靶材中毒）。
控制沉积条件
可以通过调整溅射条件（包括气体压力）来控制沉积薄膜的特性，如成分和厚度。
这种调节对于获得理想的薄膜特性和确保高效的溅射过程至关重要。
总之，溅射气体压力是影响溅射过程的均匀性、密度、缺陷形成和整体效率的关键参数。
最佳压力设置对于获得具有所需特性的高质量薄膜至关重要。
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