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磁控溅射的发展和工艺参数的探讨

2021-04-10李学龙徐兴文徐斌骁

新型工业化 2021年9期

李学龙,徐兴文,徐斌骁

(沈阳理工大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110159)

0 引言

磁控溅射是一种物理气相沉积技术,因其低温、高效、成膜效率高、膜层质量好等诸多优点被广泛应用于工业镀膜当中[1]。上世纪70年代发展起来的磁控溅射法更是实现了高速、低温、低损伤。因为在低气压下进行高速溅射,必须有效地提高气体的离化率。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场,利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。本文从基本原理、种类与工艺参数(溅射功率、沉积时间、真空度、靶基距)等方面对磁控溅射技术近些年的应用做一简介。

1 基本原理及特点

1.1 基本原理

溅射镀膜就是通过粒子轰击靶材产生溅射,靶材向基片射出原子或离子,沉积在基片上形成膜层的过程。磁控溅射就是在两极辉光放电时附加磁场,电子被电场加速的同时被磁场束缚,呈摆线运动,提高了电子和靶材粒子以及工作气体离子的碰撞频率,工作气体离子化程度提高,工作气压随之降低,而工作气体离子被电场加速,冲击到靶材上并释放能量,以至于靶材射出靶材原子或离子,在基片表面上沉积出膜层[2]。

1.2 特点

磁控溅射技术可以制备大面积均匀、致密的硬质膜层;在磁控溅射过程中,还可向溅射室内通入反应气体,使其与靶材发生化合反应沉积在基片表面;磁控溅射靶空间很大,根据不同设备的需求,任何材料均可作为靶材;膜层经过后续处理还可以进一步加强膜层性能[3]。……

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