磁控溅射的特点

2020-10-10

  磁控溅射常见的反应气体有氧、氮、甲烷、乙炔、一氧化碳等,在溅射过程中,根据反应气体压力的不同,反应过程可以发生在衬底上,也可以发生在阴极上(反应结束后,以化合物的形式迁移到基片上)。当反应气体压力较高时,反应可能发生在阴极溅射靶上,然后以化合物的形式迁移到衬底上形成薄膜。反应溅射的压力一般较低,气相反应不明显,主要是衬底表面的固相反应。一般情况下,由于等离子体中的强电流,可以较好地推动反应气体分子的分解、激发和电离。在反应溅射过程中,产生了由携带能量的自由原子组成的强粒子流。溅射靶原子从阴极靶向衬底流动,克服薄膜扩散生长的激活阈值能后在衬底上形成化合物,这是反应溅射的主要机理。

  反应磁控溅射是反应气体与溅射粒子反应形成复合薄膜。它既能提供反应气体与复合靶反应,又能在溅射金属或合金靶时提供反应气体与之反应。复合薄膜具有以下特点

  ①所用的靶材料(单元素靶或多元素靶)和反应气体容易获得纯度较高,利于制备纯度较高的复合薄膜。

  ②可以通过调整沉积工艺参数来制备化学或非化学复合薄膜,从而达到调整薄膜成分以控制薄膜特性的目的。

  ③在沉积过程中,衬底温度一般不太高。此外,成膜过程通常不需要将基板加热到比较高的温度,因此对基板材料的限制较少。

  ④反应磁控溅射适用于大面积均匀薄膜的制备,可实现单机年产量100万平方米以上的工业化生产。


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