直流磁控管的磁场溅射包括使用磁场来增强直流放电中的溅射过程。这种方法通过在靶表面附近捕获电子来提高溅射过程的效率,从而提高电离率和溅射率。
5 个要点说明
1.磁场配置
在直流磁控溅射中,阴极板后面会有一个额外的磁场。该磁场平行于目标表面。磁场线的布置是为了创建一个封闭路径,将电子捕获到靶材附近,而不是让它们逃逸到周围空间。
2.对电子的影响
电场(垂直于目标表面)和磁场的叠加导致带电粒子(尤其是电子)以摆线轨道而非直线运动。这种螺旋运动大大增加了电子在靶表面的路径长度,导致与气体原子发生更多碰撞,从而提高电离率。
3.提高电离和溅射率
由于电子被捕获,电离作用增强,导致靶附近的离子密度增加。这些离子在电场的作用下加速冲向靶材,并在靶材上产生溅射。由于离子质量较大,磁场不会对其运动产生明显影响,因此它们会继续沿直线向靶移动,从而实现高效溅射。
4.运行优势
与通常需要较高压力(10 Pa)和电压(-2 kV 至 3 kV)的传统溅射相比,在直流磁控溅射中使用磁场可使工艺在较低压力(约 100 Pa)和电压(约 -500 V)下运行。这不仅降低了能耗,还最大限度地减少了生长薄膜中的背景气体,并减少了溅射原子因气体碰撞而造成的能量损失。
5.应用和配置
直流磁控溅射广泛用于使用直流电源沉积导电材料。磁场的配置可以改变,平衡配置可将等离子体限制在目标区域,而不平衡配置则允许某些磁场线延伸至基底。这种灵活性允许根据具体的应用要求提供量身定制的解决方案。
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