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磁控溅射的工作原理

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磁控溅射的工作原理是指电子在电场e的作用下，在飞向基片过程中与原子发生碰撞，使其电离产生出ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生e电场×b磁场所指的方向漂移，简称e×b漂移，其运动轨迹近似于磁控溅射一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。方便性：设备需要拆卸的部分均采用即插即用的方式，接线及安装调试简单，既-了设备使用方便又-了设备的整洁。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场e的作用下沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。

磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程，和靶原子碰撞，把部分动量传给靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成级联过程。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量，离开靶被溅射出来。

磁控溅射——溅射技术介绍

直流溅射法：直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧-触的阴极，从而该方法只能溅射导体材料，不适于绝缘材料。因为轰击绝缘靶材时，表面的离子电荷无法中和，这将导致靶面电位升高，外加电压几乎都加在靶上，两极间的离子加速与电离的机会将变小，甚至不能电离，导致不能连续放电甚至放电停止，溅射停止。1-10pa的气或其它惰性气体，在阴极靶1-3kv直流负高压或13。故对于绝缘靶材或导电性很差的非金属靶材，须用射频溅射法rf。

溅射过程中涉及到复杂的散射过程和多种能量传递过程：入射粒子与靶材原子发生弹性碰撞，入射粒子的一部分动能会传给靶材原子；一个靶枪配套的是直流电源，用于导电材料的溅射镀膜2：该镀膜仪可以制备多种不同材料的薄膜，应用非常广泛。某些靶材原子的动能超过由其周围存在的其它原子所形成的势垒对于金属是5-10 ev，从而从晶格点阵中被碰撞出来，产生离位原子；这些离位原子进一步和附近的原子依次反复碰撞，产生碰撞级联；当这种碰撞级联到达靶材表面时，如果靠近靶材表面的原子的动能大于表面结合能对于金属是1-6ev，这些原子就会从靶材表面脱离从而进入真空。

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