溅射的射频频率通常为 13.56 MHz。选择这一频率有几个原因:
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与 ISM 波段兼容:13.56 MHz 频率属于工业、科学和医疗(ISM)无线电频段,该频段在全球范围内保留用于非商业用途,以防止干扰电信服务。这种标准化使射频溅射技术得以广泛、一致地使用,而不会与法规发生冲突。
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高效离子相互作用:13.56 MHz 的频率足够低,在每个周期中都有足够的时间将氩离子的动量传递到目标材料。这对有效溅射至关重要,因为它能确保离子有足够的时间撞击靶材并使粒子脱落,同时又不会因速度过快而无法有效互动。
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电子振荡和等离子体速率:高频率还能使电子在等离子体内振荡,从而产生高等离子体密度。这种高等离子体速率允许较低的工作压力(10^-1 至 10^-2 Pa),与在较高压力下生产的薄膜相比,可沉积出具有不同微观结构的薄膜。
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避免电荷积聚:在射频溅射中,交变电势有助于防止目标材料上的电荷积聚,尤其是对于绝缘材料。这一点至关重要,因为电荷积聚会导致溅射过程中出现电弧和其他质量控制问题。
总之,在射频溅射中使用 13.56 MHz 是因为它在实现高效离子轰击和防止靶材上电荷积聚之间达到了最佳平衡,同时又符合国际射频法规。该频率对导电和非导电材料的溅射都特别有效,使其成为薄膜沉积领域广泛使用的多功能技术。
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