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简单介绍薄膜磁控溅射系统的工作原理

发布时间: 2023-04-24  点击次数: 137次
  磁控溅射是一种物理气相沉积(PVD)工艺,属于真空沉积工艺的一种。因其沉积温度低、薄膜质量好、均匀性好、沉积速度快、可制备大面积均匀、致密的硬质薄膜等诸多优点被广泛应用于工业镀膜中。
  “磁控溅射”这个名称源于在磁控溅射沉积过程中使用磁场来控制带电离子粒子的行为。该过程需要一个高真空室来为溅射创造一个低压环境。首先将包含等离子体的气体(通常为氩气)进入腔室。在阴极和阳极之间施加高负电压以启动惰性气体的电离。来自等离子体的正氩离子与带负电的靶材碰撞。高能粒子的每次碰撞都会导致目标表面(靶)的原子喷射到真空环境中并推进到基板表面上。强磁场通过将电子限制在目标表面(靶)附近、增加沉积速率并防止离子轰击对基板的损坏来产生高等离子体密度。大多数材料都可以作为溅射工艺的靶材,因为磁控溅射系统不需要熔化或蒸发源材料。
  薄膜磁控溅射系统的主要部件包括真空室、靶材、基底和溅射源等。系统的工作原理是将靶材放置于真空室中,并加入一定的气体以形成真空环境。靶材受到高能离子束的轰击,使其表面的原子或离子迅速释放出来,沉积于基底表面形成一层薄膜。
  为了控制薄膜的质量和性能,薄膜磁控溅射系统还需要一些辅助设备,如电流控制器、磁控器和真空泵等。其中,磁控器是非常重要的设备,它通过磁场来控制离子束的轨迹和能量,以达到较好的溅射效果。真空泵则用于制造纯净的真空环境,以避免杂质的存在对薄膜质量的影响。
  薄膜磁控溅射系统具有制备高质量、高纯度薄膜的能力,适用于各种材料的制备。它还可以制造具有多种功能的薄膜和涂层,如防腐蚀、耐磨、导电和光学等。这些材料在各个领域都有广泛的应用,如电子器件、太阳能电池、医疗器械和化学传感器等。
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