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磁控濺射的工作原理

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磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與原子發生碰撞，使其電離產生出Ar正離子和新的電子；隨著碰撞次數的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶表面，并在電場E的作用下沉積在基片上。新電子飛向基片，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產生的二次電子會受到電場和磁場作用，產生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動軌跡近似于磁控濺射一條擺線。若為環形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動，它們的運動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內，并且在該區域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材，從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶表面，并在電場E的作用下沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。

磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經歷復雜的散射過程，和靶原子碰撞，把部分動量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級聯過程。在這種級聯過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量，離開靶被濺射出來。

磁控濺射介紹

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由于被濺射原子是與具有數十電子伏特能量的正離子交換動能后飛濺出來的，因而濺射出來的原子能量高，有利于提高沉積時原子的擴散能力，提高沉積組織的致密程度，使制出的薄膜與基片具有強的附著力。

濺射時，氣體被電離之后，氣體離子在電場作用下飛向接陰極的靶材，電子則飛向接地的壁腔和基片。這樣在低電壓和低氣壓下，產生的離子數目少，靶材濺射效率低；1臺機械泵（4L/S），1臺DN40氣動截止閥，機械泵與真空室之間的旁抽管路1套，CC150氣動閘板閥1臺（用于復合分子泵與真空室隔離），節流閥1臺，DN40旁抽氣閥1臺，壓差式充氣閥1臺。而在高電壓和高氣壓下，盡管可以產生較多的離子，但飛向基片的電子攜帶的能量高，容易使基片發熱甚至發生二次濺射，影響制膜質量。另外，靶材原子在飛向基片的過程中與氣體分子的碰撞幾率也大為增加，因而被散射到整個腔體，既會造成靶材浪費，又會在制備多層膜時造成各層的污染。