这一切是如何运作的
磁控溅射背后的原理是什么?
在所有溅射过程中,材料从一个源头——所谓的“靶材”——通过重离子轰击被移除,这些离子通常是氩。然后,这些材料可以沉积在另一种材料,即“基底”上。然而,在正常状态下,这些离子只有很少,因为在人造真空中,即近乎空的空间中,粒子很少。除此之外,室温下只有少数粒子以离子的形态活跃。然而,为了在短时间内去除大量材料,我们需要更多这样的活跃离子。
在磁控溅射中,永久磁铁被放置在靶材后面。磁场迫使电子(即带负电的粒子)在螺旋轨道上飞行。
这就延长了它们将氩原子转化为离子的时间。这些生成的氩离子会直接进入靶材,确保材料被去除。在使用过的靶材上,可以看到磁场产生的强烈效应,形成一个明显的凹陷,即所谓的 "溅射沟槽"。
磁控溅射的另一个优点是能够在非常低的压力下工作。这意味着微粒几乎直接撞击基底,不会产生太大偏转。这样就能在基底上形成特别致密的涂层。
与其他薄膜沉积技术相比,磁控溅射具有多项优势:
- 提高分离率: 由于目标处的等离子体浓度高,材料的去除和沉积速度更快。
- 提高涂层质量: 控制等离子体可实现更均匀、更致密的涂层。
- 提高材料效率: 有效利用目标,减少材料损耗。
- 工作温度更低: 便于在较低的基底温度下沉积,是温度敏感材料的理想选择。
- 污染少: 真空室中的惰性气体工艺可产生高纯度涂层。
综上所述:磁控溅射是一种高效、优质的薄膜沉积方法。
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