第四章 濺射工藝

1、微電微電0801-0803 專業(yè)選修課專業(yè)選修課 主要講授內(nèi)容 第第2 2章章 真空技術(shù)基礎(chǔ)真空技術(shù)基礎(chǔ) 第第3 3章章 薄膜生長與薄膜結(jié)構(gòu)薄膜生長與薄膜結(jié)構(gòu) 第第4 4章章 薄膜制備的基本工藝薄膜制備的基本工藝 濺射鍍膜濺射鍍膜 第第1 1章章 薄膜技術(shù)簡介薄膜技術(shù)簡介 離子束沉積離子束沉積 化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積 第第6 6章章 薄膜材料的應(yīng)用薄膜材料的應(yīng)用 第第5 5章薄膜材料的評(píng)價(jià)表證及物性測量章薄膜材料的評(píng)價(jià)表證及物性測量 表征、性質(zhì)表征、性質(zhì) 和應(yīng)用和應(yīng)用 薄膜制備方法的原理介紹薄膜制備方法的原理介紹 ， 典型薄膜材料的制備工藝介紹典型薄膜材料的制備工藝介紹 真空蒸鍍真空蒸鍍 薄

2、膜的形核、生長理論薄膜的形核、生長理論 ， 薄膜的形成與典型成長機(jī)制薄膜的形成與典型成長機(jī)制 WhatWhats the thin films?s the thin films? 真空的表征及獲得真空的表征及獲得 4-2 濺射工藝 二、濺射的基本原理 輝光放電、濺射特性、濺射鍍膜過程、濺射機(jī)理 三、濺射鍍膜的類型 二極濺射、偏壓濺射、三極或四極濺射、射頻濺射 、磁控濺射、對(duì)向靶濺射、反應(yīng)濺射、離子束濺射 一、濺射鍍膜的特點(diǎn) 濺射鍍膜是利用氣體放電產(chǎn)生的正離子在電場作用下高 速轟擊陰極靶，使靶材中的原子（或分子）逸出而淀積到 被鍍襯底（或工件）的表面，形成所需要的薄膜。 概念： 濺射鍍膜廣泛用于

3、制備金屬、合金、半導(dǎo)體、氧化物、 絕緣介質(zhì)，以及化合物半導(dǎo)體、碳化物、氮化物等薄膜。 應(yīng)用： 一、濺射鍍膜的特點(diǎn)一、濺射鍍膜的特點(diǎn) 濺射鍍膜的特點(diǎn)： 濺射鍍膜與真空鍍膜相比，有如下特點(diǎn)： 任何物質(zhì)都可以濺射，尤其是高熔點(diǎn)金屬、低蒸 氣壓元素和化合物； 濺射薄膜與襯底的附著性好； 濺射鍍膜的密度高、針孔少，膜層純度高； 膜層厚度可控性和重復(fù)性好。 濺射鍍膜的缺點(diǎn)： 濺射設(shè)備復(fù)雜，需要高壓裝置； 成膜速率較低（0.01-0.50.01-0.5mm）。 一、濺射鍍膜的特點(diǎn)一、濺射鍍膜的特點(diǎn) 輝光放電 直流輝光放電 輝光放電是在真空度約1010-1 -1PaPa的稀薄氣 體中，兩個(gè)電極之間在一定電壓下

4、產(chǎn)生的 一種氣體放電現(xiàn)象。 氣體放電時(shí)，兩電極之間的電壓和電流 的關(guān)系復(fù)雜，不能用歐姆定律描述。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 直流輝光放電 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 無光放電 由于宇宙射線產(chǎn)生的游離離子和電子在直流電壓作 用下運(yùn)動(dòng)形成電流，1010-16 -16-10 -10-14 -14A A。 自然游離的離子和電子是有限的，所以隨電壓增加， 電流變化很小。 湯森放電區(qū) 隨電壓升高，電子運(yùn)動(dòng)速度逐漸加快，由于碰撞使氣體 分子開始產(chǎn)生電離。于是在伏- -安特性曲線出現(xiàn)湯森放電區(qū)。 上述兩種情況都以自然電離源為前提，且導(dǎo)電而不 發(fā)光。因此

5、，稱為非自持放電。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 輝光放電 當(dāng)放電容器兩端電壓進(jìn)一步增大時(shí)，進(jìn)入輝光放電區(qū)。 氣體擊穿 自持放電（電流密度范圍2-32-3個(gè)數(shù)量級(jí)） 電流與電壓無關(guān)（與輝光覆蓋面積有關(guān)） 電流密度恒定 電流密度與陰極材料、氣體壓強(qiáng)和種類有關(guān) 電流密度不高（濺射選擇非正常放電區(qū)） 此稱為正常輝光放電 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 非正常輝光放電區(qū) 當(dāng)轟擊覆蓋住整個(gè)陰極表面之后，進(jìn)一步增加功率， 放電電壓和電流同時(shí)增加，進(jìn)入非正常輝光放電。 特點(diǎn)：電流增大時(shí)，放電電極間電壓升高，且陰極電 壓降與電流密度和氣體壓強(qiáng)有關(guān)。 陰極表面情

6、況：此時(shí)輝光布滿整個(gè)陰極，離子層已無 法向四周擴(kuò)散，正離子層向陰極靠攏，距離縮短。 此時(shí)若想提高電流密度，必須增加陰極壓降，結(jié)果更多 的正離子轟擊陰極，更多的二次電子從陰極產(chǎn)生。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 弧光放電區(qū) 異常輝光放電時(shí)，常有可能轉(zhuǎn)變?yōu)榛」夥烹姷奈ｋU(xiǎn)。 極間電壓陡降，電流突然增大，相當(dāng)于極間短路； 放電集中在陰極局部，常使陰極燒毀； 損害電源。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 正常輝光與異常輝光放電 在正常輝光放電區(qū)，陰極有效放電面積隨電流增加 而增大，從而使有效區(qū)內(nèi)電流密度保持恒定。 當(dāng)整個(gè)陰極均成為有效放電區(qū)域后，只有增加陰

7、極電流 密度，才能增大電流，形成均勻而穩(wěn)定的“異常輝光放電”， 并均勻覆蓋基片，這個(gè)放電區(qū)就是濺射區(qū)域?yàn)R射區(qū)域。 在濺射區(qū)：濺射電壓V，電流密度j和氣體壓強(qiáng)p遵守以下關(guān) 系： 式中， E和F是取決于電極材料、尺寸和氣體種類的常數(shù)。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 正常輝光與異常輝光放電 進(jìn)入異常輝光放電區(qū)后，繼續(xù)增加電壓，有： 更多的正離子轟擊陰極產(chǎn)生大量的電子發(fā)射 陰極暗區(qū)收縮 式中， d為暗區(qū)寬度， A、B為常數(shù) 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 阿斯頓暗區(qū) 冷陰極發(fā)射的電子約1eV1eV左右， 很少發(fā)生電離，所以在陰極附近形 成阿斯頓暗區(qū)。

8、陰極輝光區(qū) 加速電子與氣體分子碰撞后，激發(fā) 態(tài)分子衰變以及進(jìn)入該區(qū)的離子復(fù)合 形成中性原子，形成陰極輝光。 穿過陰極輝光區(qū)的電子，不易與 正離子復(fù)合，形成又一個(gè)暗區(qū)。 克魯克斯暗區(qū) 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 負(fù)輝光區(qū) 電子在高濃度正離子積聚區(qū)經(jīng) 過碰撞速度降低，復(fù)合幾率增加， 形成明亮的負(fù)輝光區(qū)。 正離子移動(dòng)速度慢，產(chǎn)生積聚， 電位升高；與陰極之間的電位差成 為陰極壓降。 隨著電子速度增大，很快獲得 了足以引起電離的能量，于是離開 陰極暗區(qū)后使大量氣體電離，產(chǎn)生 大量的正離子。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 法拉第暗區(qū) 此區(qū)域電壓降很小，

9、類似一個(gè) 良導(dǎo)體。 法拉第暗區(qū)過后，少數(shù)電子逐漸 加速，并使氣體電離；由于電子較 少，產(chǎn)生的正離子不會(huì)形成密集的 空間電荷。 少數(shù)電子穿過負(fù)輝光區(qū)，形 成暗區(qū)。 正離子柱 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 輝光放電陰極附近的分子狀態(tài) 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 與濺射現(xiàn)象有關(guān)的重要問題： 在克魯克斯暗區(qū)周圍形成的正離子沖擊陰極； 電壓不變而改變電極間距時(shí)，主要發(fā)生變化的是 陽極光柱的長度，而從陰極到負(fù)輝光區(qū)的距離幾乎 不變。 濺射鍍膜裝置中，陰極和陽極之間距離至少要大于 陰極于負(fù)輝光區(qū)的距離。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光

10、放電 低頻輝光放電 在低于50kHz50kHz的交流電壓條件下，離子有足夠的 時(shí)間在每個(gè)半周期內(nèi)，在各個(gè)電極上建立直流輝光 放電，稱為低頻直流輝光放電。 基本原理與特性與直流輝光放電相同。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 射頻輝光放電 電壓變化周期小于電離或消電離所需時(shí)間。離 子濃度來不及變化，電子在場內(nèi)作振蕩運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)： 在輝光放電空間產(chǎn)生的電子可以獲得足夠的能量， 足以產(chǎn)生碰撞電離； 由于減少了放電對(duì)二次電子的依賴，降低了擊穿 電壓； 射頻電壓可以通過各種阻抗偶合，所以電極可以 是非金屬材料。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 耦合特性：電極

11、表面電位自動(dòng)偏置為負(fù)極性 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 輝光放電 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 輝光放電 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 輝光放電 輝光放電空間與靶和接地電極之間的電壓存在如下 關(guān)系： 式中， Ac和Ad 分別為容性耦合電極（靶）和直接耦合電 極（接地電極）的面積。 由于Ad Ac ，所以Vc Vd 。在射頻輝光放電時(shí)，等 離子體對(duì)接地的基片（襯底）只有極微小的轟擊，而對(duì) 濺射靶進(jìn)行強(qiáng)烈轟擊使之產(chǎn)生濺射。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射閾值 所謂濺射閾值是指使靶材原子發(fā)生濺射的入射離

12、子 所必須具有的最小能量。 濺射閾值的測定非常困難，目前已能測出低于10-5 原子/離子的濺射率。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射閾值 對(duì)絕 大多 數(shù)金 屬來 說， 濺射 閾值 為 103 0eV 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射閾值 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射率 濺射率是指正離子轟擊陰極靶時(shí)，平均每個(gè)正離子能 從陰極上打出的原子數(shù)。又稱濺射產(chǎn)額或?yàn)R射系數(shù)：S 。 濺射率與入射離子種類、能量、角度及靶材的類型、 晶格結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)、升華熱大小等因素有關(guān)。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特

13、性濺射率 1. 1. 靶材料 濺射率與靶材料種類的關(guān)系可用周期律來說明。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射率 2.2.入射離子能量 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射率 3.3.入射離 子種類 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射率 4.4.入射離子的入射角 入射離子的入射角是指離子入射方 向與濺射靶材表面法線之間的夾角。 0-600-60之間服從1/ cos規(guī)律 60-8060-80時(shí)，濺射率最大 9090時(shí)，濺射率為零 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射率 4.4.入射離子的入射角 二、濺射鍍膜

14、的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射率 4.4.入射離子的入射角 S() 和S(0)對(duì)于不同靶材和入射離子種類有如下規(guī)律： 對(duì)于輕元素靶材， 的比值變化顯著 對(duì)于重離子入射時(shí)， 的比值變化顯著； 隨著入射離子能量的增加， 呈最大值的度逐漸增 大， 的最大值在入射離子能量超過2keV2keV時(shí)，急劇 減小。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性濺射率 5.5.靶材溫度 靶材存在與升華相關(guān)的某一 溫度。低于此溫度時(shí)， 濺射 率幾乎不變； 高于此溫度時(shí)， 濺射率急劇增加。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射原子的能量和速度 濺射原子的能量（ 5

15、- 1 0 5 - 1 0 eVeV） 比熱蒸發(fā)原子 能量（0.1eV0.1eV）大1-21-2個(gè)數(shù)量級(jí)。 濺射原子的能量與靶材、入射離子種類和能 量、濺射原子的方向等有關(guān)。 幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線: 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性- 濺射原子的能量和速度 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射原子的能量和速度 重元素靶材濺射出來的原子有較高的能量；而輕元素靶材 則有較高的速度； 不同靶材具有不同的原子逸出能量，而濺射率高的靶材， 通常具有較低的平均逸出能量； 在入射離子能量相同時(shí)，原子逸出能量隨入射離子質(zhì)量線 性增加；入射離子質(zhì)量小，原子逸出能量低；反

16、之亦然。 平均逸出能量隨入射離子能量增加而增大，當(dāng)入射離子能 量超過1keV1keV時(shí)，平均逸出能量趨于恒定； 傾斜方向逸出的原子具有較高的逸出能量（守恒定律) 濺射原子的能量與速度有如下特點(diǎn)： 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射原子的角度分布 l 早期的熱蒸發(fā)理論 濺射原子的角度分布 符合KnudsenKnudsen余弦定 律，并且與入射離子 的方向無關(guān)（局部高 溫蒸發(fā)）。 實(shí)際逸出原子分布并不 遵從余弦定律。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射原子的角度分布 l 實(shí)際分布 在垂直于靶面方向明顯少于余弦分布時(shí)應(yīng)有的逸出原子數(shù)。 二、濺射鍍膜

17、的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射原子的角度分布 l與晶體結(jié)構(gòu)方向的關(guān)系 逸出原子與原子排列密度有關(guān)。主要逸出方向?yàn)?110110，其次為100100、111111。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射原子的角度分布 l 與靶材結(jié)構(gòu)（晶態(tài) 和非晶態(tài)）的關(guān)系 單晶靶可觀察到 濺射原子明顯的擇優(yōu) 取向；多晶靶濺射原 子近似余弦分布。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射率的表達(dá)式 通過離子與固體相互作用的物理過程，可以得到如 下表達(dá)式： （1 1）離子能量小于1keV1keV，在垂直入射時(shí)，濺射率為 式中， Tm為最大傳遞能量， V0

18、靶材元素的勢(shì)壘高度， a是與 靶材原子質(zhì)量和入射離子質(zhì)量之比相關(guān)的常數(shù)。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 濺射率的表達(dá)式 通過離子與固體相互作用的物理過程，可以得到如 下表達(dá)式： （2 2）離子能量大于1keV1keV，在垂直入射時(shí)，濺射率為 （3 3）一般情況下，濺射率的計(jì)算可由下式處理 式中， W為靶材的損失量， m原子量， I為離子電流， t為濺射時(shí)間。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射鍍膜過程 靶材濺射過程 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射鍍膜過程 靶材濺射過程 10-100eV10-100eV能 量的ArAr+ +離 子對(duì)某

19、些金 屬表面進(jìn)行 轟擊時(shí)，平 均每個(gè)入射 離子所產(chǎn)生 的各種效應(yīng) 及其發(fā)生幾 率。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射鍍膜過程 濺射粒子的遷移過程 濺射粒子： 正離子：不能到達(dá)基 片 中性原子或分子 其余粒子 均能向基片遷移 中性粒子的平均自由程可以用下式表示： 式中， C1是濺射粒子的平均速度， V11是濺射粒子相互作用的平均 碰撞次數(shù)， V12是濺射粒子與工作氣體分子的平均碰撞次數(shù)。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射鍍膜過程 濺射粒子的遷移過程 一般情況下，濺射粒子密度遠(yuǎn)小于工作氣體的分子密度，則: V11M1） 或0時(shí)（M2 M1時(shí)，有 電子不能產(chǎn)生濺射

20、。 當(dāng)M2 M1時(shí)，有 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 濺射特性 雙體彈性模型： 根據(jù)能量轉(zhuǎn)移關(guān)系，可以得出濺射產(chǎn)額正比于核阻止截面。 式中， 是核阻止截面， E0入射離子能量， a是原子相互作用屏蔽半徑， U0是 表面勢(shì)能。 二、濺射鍍膜的基本原理二、濺射鍍膜的基本原理 二極直流濺射 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： 基片 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 二極直流濺射 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，可以獲得大面積均勻薄膜。 控制參數(shù)：功率、電壓、壓力、電極間距等。 缺點(diǎn) a. a. 濺射參數(shù)不易獨(dú)立控制，放電電流隨電壓和氣 壓變化，工藝重復(fù)性差； b. b. 真空系統(tǒng)多采用擴(kuò)散泵，殘留氣體對(duì)膜層污染 較嚴(yán)

21、重，純度較差； c. c. 基片溫度升高，淀積速率低； d. d. 靶材必須是良導(dǎo)體。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 偏壓濺射 模型： 結(jié)構(gòu)：基片施加負(fù)偏壓。 特點(diǎn)： 1. 1. 提高薄膜純度； 2. 2. 提高附著力。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 三級(jí)或四級(jí)濺射 二極直流濺射只能在高氣 壓下進(jìn)行，因?yàn)樗且蕾囯x子 轟擊陰極所發(fā)射的次級(jí)電子來 維持輝光放電。 當(dāng)氣壓下降（ 1 . 3 -2.7Pa1 . 3 -2.7Pa） 時(shí)， 陰極暗區(qū)擴(kuò)大，電子自由程 增加，等離子體密度下降，輝光 放電將無法維持。 負(fù)電位 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 三級(jí)或四級(jí)濺射 穩(wěn)定電 極電

22、位 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 三級(jí)或四級(jí)濺射 特點(diǎn)： 缺點(diǎn)： 1. 1. 靶電流和靶電壓可獨(dú)立調(diào)節(jié)，克服了二極濺射的缺點(diǎn)； 2. 2. 靶電壓低（幾百伏），濺射損傷?。?3. 3. 濺射過程不依賴二次電子，由熱陰極發(fā)射電流控制，提 高了濺射參數(shù)的可控性和工藝重復(fù)性； 不能抑制電子轟擊對(duì)基片的影響（溫度升高）；燈絲污染 問題；不適合反應(yīng)濺射等。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 射頻濺射 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 射頻濺射 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 射頻濺射 特點(diǎn)： 缺點(diǎn)： 1. 1. 電子與工作氣體分子碰撞電離幾率非常大，擊穿電壓和放 電電壓顯著降低，比

23、直流濺射小一個(gè)數(shù)量級(jí)； 2. 2. 能淀積包括導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體在內(nèi)的幾乎所有材料； 3. 3. 濺射過程不需要次級(jí)電子來維持放電。 當(dāng)離子能量高時(shí)，次級(jí)電子數(shù)量增大，有可能成為 高能電子轟擊基片，導(dǎo)致發(fā)熱，影響薄膜質(zhì)量。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 磁控濺射是7070年代發(fā)展 起來的一種高速濺射技術(shù)。 磁控濺射可以使淀積速率 提高。氣體電離從0.3-0.5%0.3-0.5% 提高到5-6%5-6%。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射工作原理 磁 控 濺 射 技 術(shù) 中 使 用 了 磁 控 靶 磁控靶 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 在陰極靶

24、的表面上形成一個(gè)正交的電磁場。 濺射產(chǎn)生的二次電子在陰極位降區(qū)內(nèi)被加速 成為高能電子，但是它并不直接飛向陽極，而在 電場和磁場的作用下作擺線運(yùn)動(dòng)。 高能電子束縛在陰極表面與工作氣體分子發(fā) 生碰撞，傳遞能量，并成為低能電子。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 E = 0 B along y-axis v0 along z-axis E = 0 B along y-axis v0 along yz-plane 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 E along x-axis B along y-axis v0 along yz-plane E along x-axis B

25、 along y-axis v0 in z-direction E/B=0.02 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 E along x-axis B along y-axis v0 in z-direction E/B=0.1 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 特點(diǎn)： 1. 1. 在陰極靶的表面形成一個(gè)正交的電磁場； 2. 2. 電離效率高（電子一般經(jīng)過大約上百米的飛 行才能到達(dá)陽極，碰撞頻率約為10-7 s-1 10-7 s-1 ）； 3. 3. 可以在低真空（10-1Pa10-1Pa，濺射電壓數(shù)百伏，靶 流可達(dá)到幾

26、十毫安/m2/m2）實(shí)現(xiàn)高速濺射； 4. 4. 低溫、高速。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射源類型 圓柱狀磁控濺射源 平面磁控濺射源 S S 槍（ 錐型磁控濺 射源） 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 平面磁控濺射源 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 磁控濺射靶的最基本要求是：在陰極表面形成環(huán) 形磁場，對(duì)靶面發(fā)射的二次電子進(jìn)行有效控制。 環(huán)行磁場區(qū)域一般稱為跑道，磁力線從跑道外環(huán)指 向內(nèi)環(huán)（或由內(nèi)環(huán)指向外環(huán)），橫貫跑道。 二次電子在跑道內(nèi)作擺線運(yùn)動(dòng)。由于磁場強(qiáng)度分布 不均勻造成了離子密度的不均勻，進(jìn)而形成靶面不均 勻?yàn)R射。 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 磁控濺射 三、濺射鍍膜的類型三、濺射鍍膜的類型 對(duì)向靶濺射 對(duì)于磁性材料，要實(shí)現(xiàn)低溫、 高速濺射鍍膜，由于靶的磁阻很 低，磁場幾乎完全從靶中通過， 不可