磁控濺射設備

磁控濺射原理：電(dian)(dian)子(zi)在電(dian)(dian)場(chang)(chang)的(de)作用(yong)下加(jia)速飛(fei)向基(ji)(ji)片(pian)的(de)過程中(zhong)與氬原子(zi)發生碰撞，電(dian)(dian)離出(chu)大量(liang)的(de)氬離子(zi)和電(dian)(dian)子(zi)，電(dian)(dian)子(zi)飛(fei)向基(ji)(ji)片(pian)。氬離子(zi)在電(dian)(dian)場(chang)(chang)的(de)作用(yong)下加(jia)速轟擊靶材，濺射出(chu)大量(liang)的(de)靶材原子(zi)，呈中(zhong)性的(de)靶原子(zi)（或分子(zi)）沉積在基(ji)(ji)片(pian)上成(cheng)膜。二次電(dian)(dian)子(zi)在加(jia)速飛(fei)向基(ji)(ji)片(pian)的(de)過程中(zhong)受(shou)到磁場(chang)(chang)洛倫茲力(li)的(de)影(ying)響，被(bei)束縛在靠近靶面的(de)等離子(zi)體區域內，該(gai)(gai)區域內等離子(zi)體密度(du)很(hen)高(gao)，二次電(dian)(dian)子(zi)在磁場(chang)(chang)的(de)作用(yong)下圍繞靶面作圓周運(yun)(yun)動，該(gai)(gai)電(dian)(dian)子(zi)的(de)運(yun)(yun)動路徑很(hen)長。

在(zai)(zai)運(yun)動(dong)過(guo)程中不斷的(de)(de)(de)與氬原子(zi)發生碰撞(zhuang)(zhuang)電(dian)(dian)(dian)離(li)出大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)氬離(li)子(zi)轟擊(ji)靶(ba)材(cai)，經過(guo)多次碰撞(zhuang)(zhuang)后電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)逐漸降(jiang)低，擺脫磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)的(de)(de)(de)束縛，遠離(li)靶(ba)材(cai)，最終沉積在(zai)(zai)基片上(shang)。 磁(ci)(ci)(ci)控濺射就(jiu)是(shi)以磁(ci)(ci)(ci)場束縛和(he)延長(chang)電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)運(yun)動(dong)路徑，改變電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)運(yun)動(dong)方向，提高工(gong)作(zuo)氣(qi)體的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)離(li)率(lv)和(he)有效利用電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)歸宿(su)不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是(shi)基片，真空室內壁及靶(ba)源(yuan)陽極也是(shi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)歸宿(su)。但一般基片與真空室及陽極在(zai)(zai)同一電(dian)(dian)(dian)勢。磁(ci)(ci)(ci)場與電(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)交(jiao)互作(zuo)用（ E X B drift）使單(dan)個(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)軌跡呈(cheng)三(san)維螺旋(xuan)狀，而不是(shi)僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)在(zai)(zai)靶(ba)面圓(yuan)周運(yun)動(dong)。至于靶(ba)面圓(yuan)周型的(de)(de)(de)濺射輪廓，那是(shi)靶(ba)源(yuan)磁(ci)(ci)(ci)場磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)呈(cheng)圓(yuan)周形狀分布(bu)。磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)分布(bu)方向不同會對(dui)成膜有很大(da)關(guan)系。 在(zai)(zai)E X B shift機理下工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)除磁(ci)(ci)(ci)控濺射外，還有多弧鍍靶(ba)源(yuan)，離(li)子(zi)源(yuan)，等離(li)子(zi)源(yuan)等都在(zai)(zai)此(ci)原理下工(gong)作(zuo)。所不同的(de)(de)(de)是(shi)電(dian)(dian)(dian)場方向，電(dian)(dian)(dian)壓電(dian)(dian)(dian)流大(da)小(xiao)等因素。

磁控濺射的基本原(yuan)理是利用 Ar一O2混合氣(qi)體(ti)(ti)中的等(deng)離子體(ti)(ti)在(zai)電(dian)場(chang)和交變磁場(chang)的作用下，被加(jia)速的高能粒子轟擊靶材表面，能量(liang)交換后，靶材表面的原(yuan)子脫(tuo)離原(yuan)晶格而(er)逸出，轉移(yi)到(dao)基體(ti)(ti)表面而(er)成膜(mo)。

磁(ci)控(kong)濺射的特點是成(cheng)膜速率高，基(ji)片溫度低(di)，膜的粘附性好，可實現(xian)大面積鍍膜。該技(ji)術可以分為直流(liu)磁(ci)控(kong)濺射法和射頻(pin)磁(ci)控(kong)濺射法。

磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)(magnetron-sputtering)是(shi)70年代迅速(su)(su)發展起來(lai)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)“高(gao)(gao)速(su)(su)低(di)溫濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)技(ji)(ji)術(shu)”。磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)是(shi)在(zai)陰(yin)極(ji)(ji)靶(ba)的(de)(de)(de)(de)表面上方形(xing)成一(yi)(yi)個正(zheng)交電(dian)(dian)(dian)磁(ci)場(chang)。當濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)產生的(de)(de)(de)(de)二次電(dian)(dian)(dian)子在(zai)陰(yin)極(ji)(ji)位降(jiang)區內(nei)被(bei)加速(su)(su)為高(gao)(gao)能(neng)電(dian)(dian)(dian)子后，并(bing)(bing)不直接飛向陽極(ji)(ji)，而是(shi)在(zai)正(zheng)交電(dian)(dian)(dian)磁(ci)場(chang)作用下作來(lai)回振(zhen)蕩(dang)的(de)(de)(de)(de)近似擺線的(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)。高(gao)(gao)能(neng)電(dian)(dian)(dian)子不斷與氣體分子發生碰撞并(bing)(bing)向后者轉移能(neng)量，使之(zhi)電(dian)(dian)(dian)離而本身變成低(di)能(neng)電(dian)(dian)(dian)子。這些低(di)能(neng)電(dian)(dian)(dian)子最終沿磁(ci)力線漂(piao)移到陰(yin)極(ji)(ji)附近的(de)(de)(de)(de)輔助陽極(ji)(ji)而被(bei)吸收，避免高(gao)(gao)能(neng)電(dian)(dian)(dian)子對(dui)極(ji)(ji)板的(de)(de)(de)(de)強烈轟擊，消(xiao)除了(le)二極(ji)(ji)濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)中極(ji)(ji)板被(bei)轟擊加熱和被(bei)電(dian)(dian)(dian)子輻照引起的(de)(de)(de)(de)損傷，體現出(chu)磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)中極(ji)(ji)板“低(di)溫”的(de)(de)(de)(de)特點。由于(yu)外(wai)加磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)，電(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)(de)(de)復雜運(yun)動(dong)增(zeng)加了(le)電(dian)(dian)(dian)離率，實(shi)現了(le)高(gao)(gao)速(su)(su)濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)。磁(ci)控(kong)濺(jian)(jian)射(she)(she)(she)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)特點是(shi)要在(zai)陰(yin)極(ji)(ji)靶(ba)面附件產生與電(dian)(dian)(dian)場(chang)方向垂直的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)，一(yi)(yi)般(ban)采用磁(ci)鐵實(shi)現。