溅射镀膜是一种压力通常在 10^-2 Pa 到 10 Pa 之间的工艺。
这种相对较高的压力在溅射过程中起着重要作用。
它影响到各个方面，包括工艺气体分子的平均自由路径、原子到达基底的角度以及生长薄膜吸收气体的可能性。
这可能导致微结构缺陷。
什么是溅射镀膜的压力？(5 个关键因素解析）
1.压力范围及其对平均自由程的影响
在溅射镀膜中，工作压力一般在 10^-2 Pa 到 10 Pa 之间。
这一压力范围远高于热蒸发或电子束蒸发系统，后者的工作压力约为 10^-8 托（约 10^-10 帕）。
在这些较高的溅射压力下，平均自由路径（粒子在碰撞之间移动的平均距离）要短得多。
例如，在 10^-3 托（约 10^-5 帕）的直流磁控溅射（dcMS）中，平均自由路径只有约 5 厘米。
而在 10^-8 托的系统中，平均自由路径则为 100 米。
2.对原子到达角度的影响
由于工艺气体密度高，平均自由路径短，溅射工艺中的原子往往以随机角度到达基底。
这与蒸发方法不同，后者的原子通常以正常角度接近基底。
溅射过程中的随机角度是原子从靶到基底的过程中发生多次碰撞的结果。
3.气体吸收和微结构缺陷
基底/薄膜界面附近大量的工艺气体会导致部分气体被吸收到生长的薄膜中。
这种吸收会带来微结构缺陷，从而影响薄膜的特性和性能。
4.反应溅射中的压力管理
在反应溅射中，压力管理对于防止靶表面 "中毒 "至关重要。
这会阻碍薄膜的生长。
在低压下，薄膜形成缓慢，而在高压下，反应气体会对靶材表面产生负面影响。
这就降低了薄膜的生长速度，增加了目标中毒的速度。
5.真空系统要求
用于溅射的真空系统需要高真空范围内的基本压力（通常为 10^-6 毫巴或更高），以确保表面清洁并避免污染。
在溅射过程中，通过引入溅射气体将压力调节到 mTorr 范围（10^-3 至 10^-2 mbar）。
压力由流量控制器控制。
在此过程中，沉积薄膜的厚度也会受到监测和控制。
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