直流溅射所使用的电压范围通常在 2,000 至 5,000 伏特之间。该电压施加在目标材料和基底之间,目标材料作为阴极,基底作为阳极。高压使惰性气体(通常为氩气)电离,产生等离子体轰击目标材料,导致原子喷射并沉积到基底上。
详细说明:
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电压应用:
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在直流溅射中,靶材(阴极)和基片(阳极)之间施加直流电压。该电压至关重要,因为它决定了氩离子的能量,进而影响沉积的速度和质量。电压范围通常为 2,000 至 5,000 伏特,以确保有足够的能量进行有效的离子轰击。电离和等离子体形成:
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施加的电压会电离真空室中的氩气。电离包括从氩原子中剥离电子,产生带正电荷的氩离子。这一过程会形成等离子体,即电子与其母原子分离的物质状态。等离子体对溅射过程至关重要,因为它包含将轰击目标的高能离子。
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轰击和沉积:
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电离的氩离子在电场的加速下与目标材料发生碰撞。这些碰撞会使原子从靶材表面脱落,这一过程被称为溅射。喷出的原子穿过腔室,沉积到基底上,形成薄膜。施加的电压必须足够高,以便为离子提供足够的能量来克服靶材料的结合力,从而确保有效的溅射。材料适用性和限制:
直流溅射主要用于沉积导电材料。施加的电压依赖于电子流,这只有在导电靶材上才能实现。由于无法维持持续的电子流,使用直流方法无法有效溅射非导电材料。