磁控溅射镀膜的原理是什么

2020-06-17

  磁控溅射镀膜的原理是在电场的作用下,稀薄的气体在异常辉光放电产生的等离子体下轰击阴极靶材表面,将分子、原子、离子和电子溅射在靶材表面,溅射出来的粒子具有动能,射向靶材表面在基板的某一方向上,在基板表面形成涂层。

  磁控溅射镀膜的优点是设备简单,但直流二极管溅射沉积速率低;为了保持自约束放电,不能在低压下进行;不能溅射绝缘数据等缺陷限制了其使用。在直流二极管溅射装置中加入热阴极和辅助阳极,形成直流三极溅射。添加的热阴极和辅助阳极产生的热电子增强了溅射气体原子的电离,使溅射即使在低压下也能进行;此外,还降低了溅射电压,使溅射可以在低压和低压下进行;同时,放电电流增加,可单独控制,不受电压影响。在热阴极前面加一个电极(栅极网络)形成四极溅射装置,可以稳定放电。

  磁控溅射是建立与靶表面电场正交的磁场,解决低沉积速率和低等离子体离子化速率的问题,是涂料工业中比较重要的方法之一。与其它镀膜技术相比,具有以下特点:可以制备多种靶材,基本的金属、合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在适当的条件下,多组分靶材共溅射可以聚积出比例准确稳定的合金;氧气,在溅射放电气氛中加入氮气或其它活性气体,可积累靶材和气体分子的复合膜,在准确控制溅射镀膜工艺后,可简单获得均匀、精度较高的膜厚;离子溅射靶材由固态直接转变为等离子体态后,溅射靶材的安装量是无穷的,适合大容量镀膜室中多靶材的布局设计;溅射镀膜速度快,膜层细小,粘附性好等特点,比较适合大规模、效率较高的工业生产。