磁控濺射包含許多種類。各有不同工作原理和使用對象。但有總共同點:使用磁場與電場交互作用,使電子在靶外表鄰近成螺旋狀運轉,然后電子碰擊氬氣發生離子的概率。所發生的離子在電場作用下撞向靶面然后濺射出靶材。
磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)濺射靶源(yuan)分(fen)平(ping)衡(heng)式和非(fei)平(ping)衡(heng)式,平(ping)衡(heng)式靶源(yuan)鍍(du)膜(mo)(mo)均(jun)勻,非(fei)平(ping)衡(heng)式靶源(yuan)鍍(du)膜(mo)(mo)膜(mo)(mo)層和基體(ti)結合(he)力(li)強。平(ping)衡(heng)靶源(yuan)多(duo)用于(yu)半導體(ti)光學膜(mo)(mo),非(fei)平(ping)衡(heng)多(duo)用于(yu)磨損裝飾膜(mo)(mo)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)陰按照磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場位(wei)形散布(bu)不同,大致可分(fen)為(wei)平(ping)衡(heng)態磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)陰和非(fei)平(ping)衡(heng)態磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)陰。平(ping)衡(heng)態磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)陰內外磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鋼的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通量(liang)大致相等(deng),兩(liang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)閉(bi)合(he)于(yu)靶面(mian),很好地將電(dian)(dian)子(zi)/等(deng)離子(zi)體(ti)束縛在靶面(mian)鄰(lin)近,增加了磕碰幾(ji)率(lv),提高了離化效率(lv),因而(er)在較低的(de)工(gong)作氣壓和電(dian)(dian)壓下就能(neng)起輝并保(bao)持輝光放電(dian)(dian),靶材(cai)使(shi)用率(lv)相對(dui)較高。但由于(yu)電(dian)(dian)子(zi)沿磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)運動主要(yao)(yao)閉(bi)合(he)于(yu)靶面(mian),基片(pian)區(qu)域(yu)所受離子(zi)轟擊(ji)較小。非(fei)平(ping)衡(heng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)濺射技(ji)能(neng),即讓磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)控(kong)陰外磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通大于(yu)內磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci),兩(liang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)在靶面(mian)不完全閉(bi)合(he),部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)可沿靶的(de)邊際延伸到基片(pian)區(qu)域(yu),然后部分(fen)電(dian)(dian)子(zi)可以沿著磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)擴(kuo)展(zhan)到基片(pian),增加基片(pian)區(qu)域(yu)的(de)等(deng)離子(zi)體(ti)密度和氣體(ti)電(dian)(dian)離率(lv)。不論平(ping)衡(heng)還對(dui)錯平(ping)衡(heng),若磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵停止,其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場特性決定了一(yi)般靶材(cai)使(shi)用率(lv)小于(yu)30。為(wei)增靶材(cai)使(shi)用率(lv),可選用旋(xuan)轉磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場。但旋(xuan)轉磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場需要(yao)(yao)旋(xuan)轉機(ji)構,一(yi)起濺射速率(lv)要(yao)(yao)減(jian)小。
旋轉磁場多用于大型或(huo)貴重靶,如半導(dao)體膜濺射。關于小型設備和一般工業設備,多用磁場停止靶源。
用(yong)磁(ci)控(kong)(kong)靶(ba)(ba)(ba)源濺(jian)(jian)(jian)射(she)金(jin)屬(shu)和(he)(he)合金(jin)很(hen)簡單,焚燒(shao)和(he)(he)濺(jian)(jian)(jian)射(she)很(hen)方(fang)便。這是由于(yu)靶(ba)(ba)(ba)(陰),等離子體(ti)和(he)(he)被濺(jian)(jian)(jian)零件/真空腔體(ti)可形成(cheng)回路(lu)。但(dan)(dan)若濺(jian)(jian)(jian)射(she)絕(jue)緣體(ti)(如陶瓷),則回路(lu)斷了。于(yu)是人們選用(yong)高頻電源,回路(lu)中加(jia)入(ru)(ru)很(hen)強的電容,這樣(yang)在(zai)絕(jue)緣回路(lu)中靶(ba)(ba)(ba)材(cai)成(cheng)了一(yi)個(ge)電容。但(dan)(dan)高頻磁(ci)控(kong)(kong)濺(jian)(jian)(jian)射(she)電源貴重,濺(jian)(jian)(jian)射(she)速率很(hen)小,一(yi)起接地技能(neng)很(hen)雜亂(luan),因而難大規模(mo)選用(yong)。為(wei)處(chu)理此(ci)問題(ti),創造晰磁(ci)控(kong)(kong)反應濺(jian)(jian)(jian)射(she)。便是用(yong)金(jin)屬(shu)靶(ba)(ba)(ba),加(jia)入(ru)(ru)氬氣和(he)(he)反應氣體(ti)如氮氣或氧(yang)氣。當金(jin)屬(shu)靶(ba)(ba)(ba)材(cai)撞(zhuang)向零件時(shi)由于(yu)能(neng)量轉(zhuan)化,與反應氣體(ti)化合生(sheng)成(cheng)氮化物或氧(yang)化物。
磁控(kong)反(fan)應濺射絕緣體看似簡單,而實際操作困難。主要問題是反(fan)應不(bu)但發(fa)生在零(ling)件外表,也發(fa)生在陽,真空腔體外表以及靶(ba)(ba)源(yuan)外表,然(ran)后(hou)引起(qi)救活,靶(ba)(ba)源(yuan)和工件外表起(qi)弧等。德國(guo)萊寶創造的(de)孿生靶(ba)(ba)源(yuan)技能,很好的(de)處理了(le)這個問題。其原理是一對靶(ba)(ba)源(yuan)互相為陰陽,然(ran)后(hou)消除陽外表氧化(hua)(hua)或氮化(hua)(hua)。
冷(leng)卻是(shi)一(yi)切源(磁(ci)控,多弧,離子)所(suo)需(xu),由于能量很(hen)大一(yi)部分(fen)轉為熱(re)量,若無冷(leng)卻或冷(leng)卻缺乏,這種熱(re)量將使(shi)靶源溫(wen)度(du)達一(yi)千度(du)以上然后溶化整個(ge)靶源。
文章(zhang)內(nei)容來源于網絡,如有問題(ti)請和我聯系刪除(chu)!