為了解決陰極濺射的缺陷,20世紀開發出了直流磁控濺射技術,它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點,因而獲得了迅速發展和廣泛應用。
其原理是:在磁控濺射中,由于運動電子在磁場中受到洛侖茲力,它們的運動軌跡會發生彎曲甚至產生螺旋運動,其運動路徑變長,因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數,使等離子體密度增大,從而磁控濺射速率得到很大的提高,而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作,降低薄膜污染的傾向;另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量,因而可以在很大程度上改善薄膜的質量。同時,經過多次碰撞而喪失能量的電子到達陽極時,已變成低能電子,從而不會使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速”、“低溫”的優點。該方法的缺點是不能制備絕緣體膜,而且磁控電極中采用的不均勻磁場會使靶材產生顯著的不均勻刻蝕,導致靶材利用率低,一般僅為20%-30%。中頻交流脈沖磁控濺射電源工作于二級高頻變換模式,雙極性脈沖輸出,正反脈沖寬度互補調節,中頻建設電源以連個濺射靶作為負載,兩個靶交替工作,通過調整AB靶的比例脈寬來控制不同的濺射速率,從而控制兩種不同材質靶材的濺射比例,用于制作兩種或兩種材料以上的金屬或反映膜層。電源的輸出特性可根據使用需要作相應調整。
脈沖磁控濺射是采用矩形波電壓的脈沖電源代替傳統直流電源進行磁控濺射沉積。脈沖濺射可以有效地抑制電弧產生進而消除由此產生的薄膜缺陷,同時可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列顯著的優點,是濺射絕緣材料沉積的優選工藝過程 。
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