磁控溅射是一种将靶材温度保持在较低水平的工艺，通常低于 10°C。这样做是为了防止目标材料受到热损伤，并保持沉积薄膜的完整性。要做到这一点，对电压、电流和真空度等参数的精确控制至关重要。
保持磁控溅射低温的 4 个关键因素
1.低温控制
在磁控溅射过程中，要小心控制温升，使其降到最低。温升通常低于 10°C，在非常精确的条件下，可保持在 1°C 以下。这对薄膜沉积至关重要，尤其是在追求纳米级晶粒尺寸时，因为热效应会改变薄膜的特性或损坏基底。
2.能量输入和溅射电压
磁控溅射的能量输入由溅射电压控制，电压范围为 100V 至 3kV。该电压作用于靶材，产生负电压吸引正离子。这些离子传输的能量经过仔细调节，以确保其刚好足以引起溅射，而不会导致过度加热。提供给磁控管的电源通常会产生约 300 V 的负电压，这足以启动溅射，而不会导致明显的温升。
3.效率和等离子体生成
磁控溅射通过使用磁场捕获靶表面附近的电子来提高等离子体的生成效率。这增加了电子与氩原子碰撞的概率，从而提高了等离子体中的离子密度。捕获的电子还有助于维持较低的气体压力（低至 0.5 mTorr），从而改善沉积的视线并降低气体杂质的浓度。这种受控环境有助于工艺的低温运行。
4.精确的参数调整
通过调整目标材料选择、电压、沉积速率、电流和真空度等参数，可以精确控制制程条件。这种精确性对于以最小的温升实现所需的薄膜特性至关重要。例如，在优化的条件下，可以在温升小于 1°C 的情况下实现薄至 10 纳米、晶粒尺寸优于 2 纳米的薄膜。
总之，通过仔细控制溅射参数和使用磁场提高等离子体生成效率，磁控溅射的目标温度保持在较低水平，通常低于 10°C。这种低温方法对于成功沉积高质量薄膜而不对靶材或基底造成热损伤至关重要。
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