溅射是一种物理气相沉积（PVD）技术，用于在基底上沉积材料薄膜。该工艺在真空室中进行，目标材料受到高能离子轰击，原子被喷射出来并沉积到基底上。真空环境对溅射过程的成功至关重要，因为它能最大限度地减少污染并确保材料的有效传输。溅射真空室内部的压力范围通常从基础压力的高真空范围（10^-6 毫巴或更高）到沉积过程中的毫托范围（10^-3 至 10^-2 毫巴）。这种受控环境可以精确地形成杂质极少的薄膜。
要点说明：
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溅射真空中的基底压力:
- 在引入溅射气体之前，腔室被抽空至高真空，以达到基本压力。基压通常在 10^-6 毫巴或更高的范围内。
- 高真空可确保腔体内没有污染物和残留气体，否则会干扰沉积过程并降低薄膜质量。
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引入溅射气体:
- 一旦达到基本压力，溅射气体（通常是氩气等惰性气体）就会进入腔室。气体流量由流量控制器控制，速率从研究环境中的几标准立方厘米/分钟（sccm）到工业生产中的几千立方厘米/分钟不等。
- 溅射气体的引入会将腔体内的压力提高到毫托范围，这是形成等离子体所必需的。
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溅射时的工作压力:
- 在溅射过程中，压力保持在 10^-3 到 10^-2 毫巴之间（毫托范围）。这个压力范围是维持等离子体和确保靶材料高效溅射的最佳范围。
- 压力通过压力控制系统进行调节，该系统可平衡气体流量和抽气速度，以保持稳定的环境。
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真空在溅射中的重要性:
- 真空环境对溅射过程至关重要，因为它能最大限度地减少背景气体和污染物的存在。这可确保从目标材料喷射出的原子能畅通无阻地到达基底，从而形成高质量的薄膜。
- 真空还能精确控制沉积过程，从而形成均匀、无缺陷的薄膜。
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与其他沉积技术的比较:
- 溅射真空系统比用于热蒸发或电子束蒸发的系统更为复杂。之所以复杂，是因为需要在沉积过程中保持较高的真空基压并精确控制气体流量和压力。
- 溅射技术能够在较低的压力和可控的气体流量下运行，因此是一种用途广泛的技术，可用于沉积各种材料，包括金属、半导体和绝缘体。
总之，溅射真空室中的压力受到严格控制，以确保薄膜沉积的最佳条件。该过程首先要达到较高的真空基础压力，然后引入溅射气体，使工作压力达到毫托范围。这种受控环境对于生产高质量、无污染的薄膜至关重要。
汇总表：
| 压力级 | 压力范围 | 用途 |
|---|---|---|
| 基本压力 | 10^-6 毫巴或更高 | 确保在引入溅射气体前无污染环境。 |
| 工作压力 | 10^-3 至 10^-2 毫巴 | 维持等离子体并使目标材料有效溅射。 |
| 溅射气体压力 | 毫托范围 | 促进薄膜的等离子形成和受控沉积。 |
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