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磁控溅射的种类介绍

磁控溅射包括很多种类。各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点：利用磁场与电场交互作用，使电子在靶表面附近成螺旋状运行，从而增大电子撞击气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向靶面从而溅射出靶材。

靶源分平衡式和非平衡式，平衡式靶源镀膜均匀，非平衡式靶源镀膜膜层和基体结合力强。通过调整磁控管与基片之间的距离，可以获得想要的均匀度和沉积速度。平衡靶源多用于半导体光学膜，非平衡多用于磨损装饰膜。磁控阴极按照磁场位形分布不同，大致可分为平衡态磁控阴极和非平衡态磁控阴极。平衡态磁控阴极内外磁钢的磁通量大致相等，两极磁力线闭合于靶面，---地将电子/等离子体约束在靶面附近，增加了碰撞几率，提高了离化效率，因而在较低的工作气压和电压下就能起辉并维持辉光放电，靶材利用率相对较高。

但由于电子沿磁力线运动主要闭合于靶面，基片区域所受离子轰击较小。真空泵和测量装置：低真空：干泵和convectron真空规高真空：涡轮分子泵，低温泵和离子规5。非平衡磁控溅射技术，即让磁控阴极外磁极磁通大于内磁极，两极磁力线在靶面不完全闭合，部分磁力线可沿靶的边缘延伸到基片区域，从而部分电子可以沿着磁力线扩展到基片，增加基片磁控溅射区域的等离子体密度和气体电离率。不管平衡还是非平衡，若磁铁静止，其磁场特性决定了一般靶材利用率小于30%。为增大靶材利用率，可采用旋转磁场。但旋转磁场需要旋转机构，同时溅射速率要减小。旋转磁场多用于大型或贵重靶，如半导体膜溅射。对于小型设备和一般工业设备，多用磁场静止靶源。

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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。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。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。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；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。在exbshift机理下工作的不光磁控溅射，多弧镀靶源，离子源，等离子源等都在次原理下工作。

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自动磁控溅射系统概述

带有水冷或者加热(可加热到700度)功能，大到6旋转平台，可支持到4个偏轴平面磁控管。标配4只φ2英寸永磁靶，4台500w直流溅射电源，主要用来开发纳米级单层及多层的金属导电膜、半导体膜以及绝缘膜等。系统配套涡轮分子泵，---真空可达10-7 torr，15分钟内可以达到10-6 torr的真空。通过调整磁控管与基片之间的距离，可以获得想要的均匀度和沉积速度。

带有14”立方形不锈钢腔体，4个2”的磁控管，dc直流和rf射频电源。 在选配方面，350 l/s涡轮分子泵，额外的磁控管和衬底加热功能。

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