磁控濺射概述：濺射是一種基于等離子體的沉積過程，其中高能離子向目標加速。離子撞擊目標，原子從表面噴射。這些原子向基板移動并結合到正在生長的薄膜中。磁控濺射是一種涉及氣態(tài)等離子體的沉積技術，該等離子體產(chǎn)生并限制在包含要沉積的材料的空間內。靶材表面被等離子體中的高能離子侵蝕，釋放出的原子穿過真空環(huán)境并沉積到基板上形成薄膜。在典型的濺射沉積工藝中，腔室首先被抽真空至高真空，以較小化所有背景氣體和潛在污染物的分壓。達到基本壓力后，包含等離子體的濺射氣體流入腔室，并使用壓力控制系統(tǒng)調節(jié)總壓力-通常在毫托范圍內。磁控濺射的優(yōu)點：基板低溫性。貴州單靶磁控濺射原理

特殊濺射沉積技術：以上面幾種做基礎，為達到某些特殊目的而產(chǎn)生的濺射技術。1、反應濺射：可分為兩類，第一種情況是靶為純金屬、合金或混合物，通入的氣體是反應氣體，或Ar加上一部分反應氣體；第二種情況是靶為化合物，在純氬氣氣氛中濺射產(chǎn)生分解，使膜內缺少一種或多種靶成分，在濺射時需要補充反應氣體以補償損失的成分。常用的反應氣體有氧、氮、氧+氮、乙炔、甲烷等。1）反應過程，反應發(fā)生在表面--靶或基體上，活性氣體也可以形成活性基團，濺射原子與活性基團碰撞也會形成化合物沉積在基體上。當通入的反應氣體壓強很低，或靶的濺射產(chǎn)額很高時化合物的合成發(fā)生在基體上，而且化合物的成分取決于濺射粒子和反應氣體到達基體的相對速度，這種條件下，靶面的化學反應消失或者是化合物分解的速度遠大于合成的速度；當氣體壓強繼續(xù)升高，或濺射產(chǎn)額降低時化合反應達到某個域值，此后在靶上的化學合成速度大于逸出速度，認為化合物在靶面進行。北京高溫磁控濺射處理磁控濺射技術在光學薄膜(如增透膜)、低輻射玻璃和透明導電玻璃等方面也得到應用。

非平衡磁控濺射離子轟擊在鍍膜前可以起到清洗工件的氧化層和其他雜質，活化工件表面的作用，同時在工件表面上形成偽擴散層，有助于提高膜層與工件表面之間的結合力。在鍍膜過程中，載能的帶電粒子轟擊作用可達到膜層的改性目的。比如，離子轟擊傾向于從膜層上剝離結合較松散的和凸出部位的粒子，切斷膜層結晶態(tài)或凝聚態(tài)的優(yōu)勢生長，從而生更致密，結合力更強，更均勻的膜層，并可以較低的溫度下鍍出性能優(yōu)良的鍍層。非平衡磁控濺射技術的運用，使平衡磁控濺射遇到的沉積致密、成分復雜薄膜的問題得以解決。

磁控濺射是在陰極靶的表面上方形成一個正交電磁場。當濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內被加速為高能電子后，并不直接飛向陽極，而是在正交電磁場作用下作來回振蕩的近似擺線的運動。高能電子不斷與氣體分子發(fā)生碰撞并向后者轉移能量，使之電離而本身變成低能電子。這些低能電子較終沿磁力線漂移到陰極附近的陽極而被吸收，避免高能電子對極板的強烈轟擊，消除了二極濺射中極板被轟擊加熱和被電子輻照引起的損傷，體現(xiàn)出磁控濺射中極板“低溫”的特點。由于外加磁場的存在，電子的復雜運動增加了電離率，實現(xiàn)了高速濺射。磁控濺射的技術特點是要在陰極靶面附件產(chǎn)生與電場方向垂直的磁場，一般采用永久磁鐵實現(xiàn)。磁控濺射的優(yōu)點：沉積速率高。

磁控濺射的工藝研究：1、磁場：用來捕獲二次電子的磁場必須在整個靶面上保持一致，而且磁場強度應當合適。磁場不均勻就會產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強度如果不適當，那么即使磁場強度一致也會導致膜層沉積速率低下，而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會使膜層受到污染。如果磁場強度過高，可能在開始的時候沉積速率會非常高，但是由于刻蝕區(qū)的關系，這個速率會迅速下降到一個非常低的水平。同樣，這個刻蝕區(qū)也會造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù)：在濺射過程中，通過改變改變這些參數(shù)可以進行工藝的動態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強。磁控濺射是物理中氣相沉積的一種。浙江反應磁控濺射分類

磁控濺射沉積速度快、基材溫升低、對膜層的損傷小。貴州單靶磁控濺射原理

特殊濺射沉積技術：反應濺射參數(shù)與生成物性能的關系：在純Ar狀態(tài)下濺射沉積的時純鋁膜，當?shù)獨獗灰胝婵帐液螅忻姘l(fā)生變化，隨氮氣的量不斷上升，填充因子下降，膜內AlN含量上升，膜的介質性提高，方塊電阻增加，當?shù)獨膺_到某一值時，沉積膜就是純的AlN。同時電流不變的條件下，電壓下降，沉積速率降低。根據(jù)膜的導電性的高低可定性的將反應濺射過程分為兩種模式--金屬模式和化合物模式，介乎兩者之間是過渡區(qū)。一般認為膜的方塊電阻在1000之下是金屬模式，大于幾M為化合物模式。由于反應氣體量的增加，靶面上會形成一層化合物，薄膜成分變化的同時沉積速率下降當氣體量按原來增加量減少時，放電曲線及沉積速率都出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。貴州單靶磁控濺射原理

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