射频反应溅射是一种利用射频(RF)产生等离子体并在基底上沉积薄膜的工艺。其机理可归纳如下:
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电极设置和电子振荡:目标材料和基底支架在真空室中充当两个电极。电子在应用射频频率下在这两个电极之间振荡。在射频正半周期间,靶材料充当阳极,吸引电子。
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离子和电子动力学:由于电子和离子在等离子体中的迁移率不同,离子倾向于保持在电极之间的中心位置。这使得基底上的电子通量增加,从而导致基底显著发热。
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极化和材料沉积:射频场产生的极化效应有助于将靶原子和电离气体保持在靶表面。这有利于溅射过程中靶原子被喷射并沉积到基底上。
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使用惰性气体:氩气等惰性气体被引入真空室。射频电源电离这些气体,产生等离子体,从而促进溅射过程。
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应用和局限性:射频溅射特别适用于导电和非导电材料。不过,与其他方法相比,它的成本较高,溅射产量较低,因此适用于较小尺寸的基底。
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避免电荷积聚:射频技术有助于避免目标材料上的电荷积聚,否则会导致电弧和沉积薄膜的质量问题。
射频反应溅射的这一机制允许精确控制薄膜的沉积,使其成为各种工业和科学应用中的重要技术。
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