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什么是磁控溅射？

磁控溅射是一种物理气相沉积。通用溅射法可用于制备金属、半导体、绝缘体等材料，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大、附着力强的优点。70年代发展起来的磁控溅射法已经实现了高速、低温、低损伤。因为高速溅射是在低压下进行的，所以必须有效提高气体的电离率。带有14 "立方不锈钢腔、4个2 "磁控管、DC DC和射频电源。磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场并利用磁场对带电粒子的约束来增加等离子体密度和溅射速率。

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磁控溅射工作原理

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磁控溅射的工作原理是电子在电场E的作用下飞向衬底的过程中与原子发生碰撞，使其电离产生Ar正离子和新的电子。新的电子飞向衬底，Ar离子在电场的作用下加速到阴极靶，用高能轰击靶面，使靶溅射。在溅射粒子中，中性靶原子或分子沉积在基底上形成薄膜，产生的二次电子会受到电场和磁场的作用，产生E(电场)×B(磁场)表示的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹类似于磁控溅射。如果是环形磁场，电子以摆线形式绕靶面运动，它们的运动路径不仅很长， 而且被限制在靠近靶表面的等离子体区域中，并且大量的ar在该区域中被电离以轰击靶，从而获得高沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量耗尽，逐渐远离靶面，在电场e的作用下沉积在基片上，由于电子的能量很低，转移到基片上的能量很小，导致基片的温升很低。磁场和电场的相互作用(EXBdrift)使得单个电子的轨迹呈三维螺旋形状，而不仅仅是围绕靶面运动。

磁控溅射是入射粒子和靶之间的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程并与靶原子碰撞，将部分动量传递给靶原子，靶原子与其他靶原子碰撞形成级联过程。在这个级联过程中，一些表面附近的靶原子获得足够的动量向外运动，被溅射出靶。

磁控溅射-溅射技术简介

DC溅射法:DC溅射法要求靶能把离子轰击得到的正电荷转移到与之紧密接触的阴极上，所以这种方法只能溅射导体材料，不能溅射绝缘材料。由于轰击绝缘靶时表面的离子电荷不能被中和，靶表面的电位会升高，几乎所有施加的电压都会加到靶上，所以两电极间离子加速电离的机会就会减少，甚至电离都不可能，导致持续放电甚至放电停止、溅射停止。因此，对于绝缘靶或导电性差的非金属靶，必须使用射频溅射。在溅射粒子中，中性靶原子或分子沉积在衬底上形成薄膜，产生的二次电子将受到电场和磁场的作用， 导致E(电场)×B(磁场)表示的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹类似于磁控溅射。

溅射过程涉及复杂的散射过程和各种能量转移过程:入射粒子与靶原子发生弹性碰撞，入射粒子的部分动能会转移到靶原子上；部分靶原子的动能超过了周围其他原子形成的势垒(金属为5-10 eV)，因此被碰撞出晶格，产生错位原子；磁控溅射不仅在上述领域得到了广泛应用，而且在高温超导薄膜、铁电薄膜、巨磁电阻薄膜、薄膜发光材料、太阳能电池和记忆合金薄膜的研究中也发挥了重要作用。这些错位的原子进一步依次与附近的原子反复碰撞，产生碰撞级联；当这个碰撞级联到达目标表面时， 如果靶面附近原子的动能大于表面结合能(金属为1-6eV)，这些原子将与靶面分离，进入真空。