薄膜制備技術濺射技術

1、8.2 濺射技術濺射技術一、等離子體和輝光放電一、等離子體和輝光放電濺射一般是在輝光放電過程中產生的，輝光放濺射一般是在輝光放電過程中產生的，輝光放電是濺射技術的基礎。電是濺射技術的基礎。輝光放電：真空度為輝光放電：真空度為10-110-2 Torr，兩電極間加高，兩電極間加高壓，產生輝光放電。壓，產生輝光放電。電流電壓之間不是線性關系，電流電壓之間不是線性關系，不服從歐姆定律。不服從歐姆定律。直直流流輝輝光光放放電電伏伏安安特特性性曲曲線線A-B:電流小，主要是游離狀態(tài)的電子，離子電流小，主要是游離狀態(tài)的電子，離子導電；電子原子碰撞為彈性碰撞；導電；電子原子碰撞為彈性碰撞；B-C: 增加電壓

2、，粒子能量增加，達到電離所增加電壓，粒子能量增加，達到電離所需能量；碰撞產生更多的帶電粒子；電需能量；碰撞產生更多的帶電粒子；電源的輸出阻抗限制電壓源的輸出阻抗限制電壓(類似穩(wěn)壓源類似穩(wěn)壓源)。暗光放電暗光放電湯遜放電湯遜放電過渡區(qū)過渡區(qū)正常放電正常放電弧光放電弧光放電非自持放電非自持放電C-D: 起輝（雪崩）；離子轟擊產生二次電子，起輝（雪崩）；離子轟擊產生二次電子，電流迅速增大，極板間壓降突然減小電流迅速增大，極板間壓降突然減小(極板極板間電阻減小從而使分壓下降間電阻減小從而使分壓下降)；D-E: 電流與極板形狀、面積、氣體種類相關，與電流與極板形狀、面積、氣體種類相關，與電壓無關；電壓無

3、關；隨電流增大，離子轟擊區(qū)域增大隨電流增大，離子轟擊區(qū)域增大；極板間電壓幾乎不變；可在較低電壓下維持極板間電壓幾乎不變；可在較低電壓下維持放電；放電；E-F: 異常輝光放電區(qū)；電流隨電壓增大而增大；異常輝光放電區(qū)；電流隨電壓增大而增大；電壓與電流、氣體壓強相關（可控制區(qū)域，電壓與電流、氣體壓強相關（可控制區(qū)域，濺射區(qū)域）；濺射區(qū)域）；F-G: 弧光放電過渡區(qū)；擊穿或短路放電；弧光放電過渡區(qū)；擊穿或短路放電；自持放電自持放電2eAeA特性特性正常輝光放電正常輝光放電異常輝光放電異常輝光放電陰極位降大小陰極位降大小和電流無關和電流無關和氣壓無關和氣壓無關與電流成正比與電流成正比隨氣壓提高而減小隨氣

4、壓提高而減小陰極位降寬度陰極位降寬度和電流無關和電流無關和氣壓成反比和氣壓成反比隨電流增加而減小隨電流增加而減小隨電壓提高而減小隨電壓提高而減小電流密度電流密度和電流無關和電流無關隨氣壓增加而增加隨氣壓增加而增加隨電壓升高而增大隨電壓升高而增大隨氣壓增高而增大隨氣壓增高而增大陰極斑點面積陰極斑點面積與電流成正比與電流成正比陰極全部布滿輝光陰極全部布滿輝光正常輝光放電和異常輝光放電的特性對比正常輝光放電和異常輝光放電的特性對比dxdxnxnx+dnxna aja an0 0j0 0陰極陰極陽極陽極dxdxnxnx+dnxna aja an0 0j0 0陰極陰極陽極陽極維持放電進行的兩個必要過程：

5、維持放電進行的兩個必要過程：1.電離過程，電離過程，a a來表示電子對來表示電子對氣體的體積電離系數(shù)。氣體的體積電離系數(shù)。2.轟擊陰極過程，以轟擊陰極過程，以g g表示離表示離子的表面電離系數(shù)。子的表面電離系數(shù)。假設開始時陰極發(fā)射電子數(shù)為假設開始時陰極發(fā)射電子數(shù)為n0，發(fā)射電流為，發(fā)射電流為j0，如圖，如圖所示，則所示，則dxndnxxa)exp(0 xnnxa)exp(0dnnda此過程中產生的新電子數(shù)或離子數(shù)：此過程中產生的新電子數(shù)或離子數(shù)：00)exp(ndna自持放電條件：自持放電條件：一個過程后陰極發(fā)射電子數(shù)：一個過程后陰極發(fā)射電子數(shù)：1)exp(1)exp(0000dnndnnag

6、ag兩個過程后陰極發(fā)射電子數(shù)：兩個過程后陰極發(fā)射電子數(shù)：)exp()exp(120gaggagddn穩(wěn)定時陰極發(fā)射電子數(shù)：穩(wěn)定時陰極發(fā)射電子數(shù)： 1)exp(101dnnag 1)exp(1)exp(0ddnnagaa穩(wěn)定時到達陽極電子數(shù)：穩(wěn)定時到達陽極電子數(shù)： 1)exp(1)exp(0ddjjagaa穩(wěn)定時陽極電流密度：穩(wěn)定時陽極電流密度：空間各點的電流密度：空間各點的電流密度：iejjjja1 1)exp(dag維持自持放電的條件：維持自持放電的條件：設氣體的電離能設氣體的電離能eUi, 假設電子能量高于假設電子能量高于eUi，電離幾率，電離幾率為為1，低于，低于eUi，電離幾率為，電離

7、幾率為0。極板間電場強度。極板間電場強度E，要，要產生電離電子的自由程至少產生電離電子的自由程至少l li,EUiileieieeZellllla/1pee0llEBpAep/a)/(pEgg1 1)exp(dagEBpAep/a)/exp()/11ln(1pEAUApdigadUEAAUzzi/)/11ln(ln(Aln)pdln(pdAUzzglnBAPdVPdB輝光放電的輝光放電的帕邢曲線帕邢曲線不同氣體的不同氣體的曲線不同曲線不同一般的取比一般的取比較小的較小的Pd值值輝輝光光放放電電示示意意圖圖阿斯頓暗區(qū)：慢電子區(qū)域；阿斯頓暗區(qū)：慢電子區(qū)域；陰極輝光：激發(fā)態(tài)氣體發(fā)光；陰極輝光：激發(fā)態(tài)

8、氣體發(fā)光；克魯克斯暗區(qū)：氣體原子電離區(qū)，電子離子濃度高克魯克斯暗區(qū)：氣體原子電離區(qū)，電子離子濃度高(電壓降主要在前面的三個區(qū)域：陰極位降區(qū)電壓降主要在前面的三個區(qū)域：陰極位降區(qū))；負輝光：電離；電子離子復合；正離子濃度高；負輝光：電離；電子離子復合；正離子濃度高；法拉第暗區(qū)：慢電子區(qū)域，壓降低，電子不易加速；法拉第暗區(qū)：慢電子區(qū)域，壓降低，電子不易加速；輝光放電時光強、輝光放電時光強、電壓、電場強度、電壓、電場強度、電荷密度的分布電荷密度的分布襯底放在陰極襯底放在陰極輝光區(qū)輝光區(qū)電極鞘層，電極鞘層，鞘層電壓降：鞘層電壓降：輝光放電中的粒子、能量和溫度輝光放電中的粒子、能量和溫度Ee2eV，Te

9、23000KEi0.04eV，Ti500KEn0.025eV，Tn293KTv3800K，Tro2800K所以輝光放電所以輝光放電為非平衡過程。為非平衡過程。對于對于1Pa左右的氣壓，電子和離子的總量約占左右的氣壓，電子和離子的總量約占全部粒子總量的全部粒子總量的10-4。粒子轟擊固體表面或薄膜產生的效應粒子轟擊固體表面或薄膜產生的效應濺射僅是離子對物體表面轟擊時可能發(fā)生的物理過程之一。濺射僅是離子對物體表面轟擊時可能發(fā)生的物理過程之一。4、離子與物質的相互作用，濺射、離子與物質的相互作用，濺射及其濺射參數(shù)及其濺射參數(shù)Si單晶上單晶上Ge沉積量與入射沉積量與入射Ge+離子能量間的關系離子能量間

10、的關系(實驗結果實驗結果)不同能量和離子不同能量和離子/原子質量比原子質量比下不同的離子轟擊過程下不同的離子轟擊過程(1) 從單晶靶材逸出的原子，其分布并不符合正弦從單晶靶材逸出的原子，其分布并不符合正弦規(guī)律，而趨向于晶體密度最高的方向；規(guī)律，而趨向于晶體密度最高的方向；(2) 濺射系數(shù)不僅決定于轟擊離子的能量，同時也濺射系數(shù)不僅決定于轟擊離子的能量，同時也決定于其質量；決定于其質量；(3) 存在其一臨界能量，在它之下不能產生濺射；存在其一臨界能量，在它之下不能產生濺射；(4) 離子能量很高時，濺射系數(shù)減小；離子能量很高時，濺射系數(shù)減小；(5) 濺射原子的能量比熱蒸發(fā)原子能量高許多倍；濺射原子

11、的能量比熱蒸發(fā)原子能量高許多倍；(6) 沒有發(fā)現(xiàn)電子轟擊產生濺射。沒有發(fā)現(xiàn)電子轟擊產生濺射。濺射機制：濺射機制：局部加熱蒸發(fā)機制局部加熱蒸發(fā)機制動能直接傳遞機制動能直接傳遞機制濺射一般發(fā)生在數(shù)個原子層的范圍內，濺射一般發(fā)生在數(shù)個原子層的范圍內，大量能量轉變?yōu)榘胁牡臒岽罅磕芰哭D變?yōu)榘胁牡臒岵煌芰糠秶臑R射機制不同能量范圍的濺射機制(a) Single knock-on (low energy), (b) linear cascade, (c) spike (high energy), http:/ 04212121MMMMUEMMUESthSthggS被擊出靶的原子數(shù)轟擊離子數(shù)薄膜的沉積速率與

12、濺射產額薄膜的沉積速率與濺射產額（Sputtering Yield）成正比，成正比，所以濺射產額所以濺射產額是衡量濺射過是衡量濺射過程效率的參數(shù)程效率的參數(shù)。濺射產額濺射產額（Sputtering Yield）經驗公式：經驗公式：US為表面結合能，為表面結合能，a a(M2/M1)只與只與M2，M1相關的常數(shù)。相關的常數(shù)。Eth是原子從晶格點陣被碰離，產生碰撞級聯(lián)所必須的能量閾是原子從晶格點陣被碰離，產生碰撞級聯(lián)所必須的能量閾值，是值，是Us和和M2/M1的函數(shù)。的函數(shù)。Sn(E)是彈性碰撞截面，也是是彈性碰撞截面，也是能量與原子質量及原子序數(shù)的函數(shù)。能量與原子質量及原子序數(shù)的函數(shù)。Linea

13、r Cascade1/221(/)0.042( )1 ()thnsEMMSSEUEa)88. 6708. 1(335. 61)718. 2lg(411. 3nS3/223/2102122218853. 0ZZaaMMMeZZaE163. 2;4137. 0)(6092. 0163. 2;1019. 0)(0842. 0121708. 012129805. 012MMMMMMMMa115. 3;809. 5)(791. 2115. 3;143. 4)(46.11124816. 012125004. 012MMMMMMMMUEsth影響濺射產額的因素影響濺射產額的因素：靶材料（靶表面原子結合能）；

14、靶材料（靶表面原子結合能）；轟擊離子的質量；轟擊離子的質量；轟擊離子的能量；轟擊離子的能量； 轟擊離子的入射角轟擊離子的入射角;腔體中的氣氛壓強。腔體中的氣氛壓強。Ar離子在離子在400KV加速電壓加速電壓下對各種元素的濺射產額下對各種元素的濺射產額取決于表面取決于表面原子束縛能原子束縛能隨隨靶靶材材料料的的變變化化濺射率與入射離子的關系濺射率與入射離子的關系1.Ag靶；靶；2.Cu靶；靶；3.W靶靶隨隨入入射射離離子子種種類類的的變變化化NiNi的濺射產額與入射離子種的濺射產額與入射離子種類和能量之間的關系類和能量之間的關系隨隨入入射射離離子子能能量量的的變變化化低能端外推可低能端外推可得濺

15、射閾值。得濺射閾值。濺射產額隨離子濺射產額隨離子入射角度的變化入射角度的變化單晶靶不遵循此分布單晶靶不遵循此分布:表面結合能的各向異性表面結合能的各向異性出射原子的欠余弦分布出射原子的欠余弦分布半導體材料的濺射半導體材料的濺射多晶靶：各向同性。多晶靶：各向同性。單晶靶單晶靶低溫，各向同性低溫，各向同性高溫，各向異性，原高溫，各向異性，原子從密排方向射出子從密排方向射出如如FCC的的110，100，111氣氣體體壓壓強強的的影影響響濺射原子的能量分布濺射原子的能量分布原子數(shù)原子數(shù)原子能量原子能量能量為能量為801200 eV的離子轟擊下，的離子轟擊下，從從110方向逸出的銅原子能量分布方向逸出的

16、銅原子能量分布沉積過程中的污染沉積過程中的污染（1）真空室的腔壁和真空室中的其他零件可能含有）真空室的腔壁和真空室中的其他零件可能含有吸附氣體、水氣和二氧化碳。由于輝光中電子吸附氣體、水氣和二氧化碳。由于輝光中電子和離子的轟擊作用，這些氣體可能重新釋出。和離子的轟擊作用，這些氣體可能重新釋出。 解決辦法：可能接觸輝光的一切表面部必須在解決辦法：可能接觸輝光的一切表面部必須在沉積過程中適當?shù)乩鋮s以便使其在沉積的最初沉積過程中適當?shù)乩鋮s以便使其在沉積的最初幾分鐘內達到熱平衡幾分鐘內達到熱平衡(假設在適當位置有一遮斷假設在適當位置有一遮斷器器)；也可在抽氣過程中進行高溫烘烤。；也可在抽氣過程中進行高

17、溫烘烤。（2）基片表面的污染。）基片表面的污染。 不同元素的濺射產額沒有平衡蒸汽壓那么大；不同元素的濺射產額沒有平衡蒸汽壓那么大； 蒸發(fā)法中熔體中的快速擴散和對流使熔體很快蒸發(fā)法中熔體中的快速擴散和對流使熔體很快達到均勻，而濺射法中，固體表面在經過一段達到均勻，而濺射法中，固體表面在經過一段時間的濺射后能使濺射產額比穩(wěn)定。時間的濺射后能使濺射產額比穩(wěn)定。合金的濺射和沉積合金的濺射和沉積濺射制膜的化學成分與靶材基本一致，濺射制膜的化學成分與靶材基本一致， 與蒸發(fā)不同：與蒸發(fā)不同：ABAgABgBC (1-n S / )C (1-n S / )CnCn設組分濃度設組分濃度CA=nA/n, CB=n

18、B/n, n=nA+nB設有設有ng原子入射，則表原子入射，則表面的剩余組分比面的剩余組分比AAABBBS CS CAABBAAgABBgBS C (1-n S / )S C (1-n S / )ABS CnS Cn初始濺射出來的原子比：初始濺射出來的原子比：假設假設SASBAABB則ABABBACC SCC S最終：最終：BABAABAABACCSCSSCS這時濺射出這時濺射出來的原子比：來的原子比：被濺射出的粒子的一些特性 大多數(shù)為中性不帶點的粒子。 濺出的粒子的能量因濺射條件、靶材原子的鍵能和結晶方向等因素而異。e.g. Ge (1.2 KeV, Ar+) 15 eV 帶有較大動能的粒子

19、，可促成表面鍵合較弱的污染物脫離，並促進增原子在表面的擴散，但也多少會造成一些因撞擊而產生的缺陷。 帶有較大動能的粒子會引起襯底溫度的升高。濺射沉積的另一個特點是，在濺射過程中入射離子與靶材之間有很大能量的傳遞。因此，濺射出的原子將從濺射過程中獲得很大的動能，其數(shù)值一敗可以達到520eV。相比之下，由蒸發(fā)法獲得的原子動能一般只有0.1eV。這導致在沉積過程中，高能量的原子對于襯底的撞擊一方面提高了原子自身在沉積表面的擴散能力，另一方面也將引起襯底溫度的升高。 在濺射沉積過程中，引起襯底溫度升高的能量有以下三個來源： (1)原子的凝聚能； (2)沉積原子的平均動能； (3)等離子體中的其它粒子，

20、如電子、中性原子等的轟擊帶來的能量。離子轟擊在對薄膜生長的作用離子轟擊在對薄膜生長的作用1) 在膜層沉積之前的離子濺射清洗在膜層沉積之前的離子濺射清洗2) 離子轟擊對基體和鍍層界面的影響離子轟擊對基體和鍍層界面的影響 a) 使基體中產生缺陷；使基體中產生缺陷； b) 熱效應；熱效應； c) 物理混合；反沖注入，偽擴散層。物理混合；反沖注入，偽擴散層。3) 離子轟擊在薄膜生長中的作用離子轟擊在薄膜生長中的作用 a) 優(yōu)先去除松散結合的原子；優(yōu)先去除松散結合的原子； b) 增強擴散和反應活性，提高成核密度；增強擴散和反應活性，提高成核密度； c) 對形貌的影響對形貌的影響(晶粒的擇優(yōu)取向晶粒的擇優(yōu)

21、取向)； b) 對沉積膜組分的影響；對沉積膜組分的影響； c) 對膜層物理性能的影響（應力，結合力）對膜層物理性能的影響（應力，結合力）19710117 對附著力的影響對附著力的影響蒸鍍薄膜與濺射薄膜的附著強度蒸鍍薄膜與濺射薄膜的附著強度對形貌的影響對形貌的影響與離子能量有關與離子能量有關平滑平滑粗糙化粗糙化對膜層結構的影響對膜層結構的影響膜層的晶粒尺膜層的晶粒尺寸和位錯密度寸和位錯密度膜層的晶膜層的晶面間距面間距濺射方法和濺射裝置濺射方法和濺射裝置 直流濺射直流濺射(二極，三極，四極二極，三極，四極) 射頻濺射射頻濺射 磁控濺射磁控濺射 反應濺射反應濺射 其它濺射技術其它濺射技術沉積速率：沉

22、積速率：QC I S 沉積速率：沉積速率： Q為沉積速率，為沉積速率，C為表示濺射裝置特性的常數(shù)，為表示濺射裝置特性的常數(shù)，I為離子流，為離子流，S為濺射產額。濺射產額是濺射電壓與為濺射產額。濺射產額是濺射電壓與濺射離子種類得函數(shù)。濺射離子種類得函數(shù)。沉積速率與靶到基片的距沉積速率與靶到基片的距離、濺射電壓、濺射電流等有關。離、濺射電壓、濺射電流等有關。QC I S 1. 直流濺射（雙極型）直流濺射（雙極型）直流濺射沉積裝置示意圖直流濺射沉積裝置示意圖電壓約電壓約15 kV，出射，出射原子的速率約原子的速率約3-6x105 cm/s，能量約，能量約 10-40 eV，到達基板的原子能量約到達基

23、板的原子能量約1-2eV。濺射沉積速率與工作氣壓間的關系濺射沉積速率與工作氣壓間的關系QC I S 放電電流與氣壓和偏壓的關系： i K(P) VmK(P)隨氣壓的增加而增加，m5或更大；離子平均能量隨氣壓的增加而下降，濺射產額降低；沉積率在100mTorr(10Pa)附近最大；薄膜生長速率：Pdensity功率密度(W/cm2)、g陰-陽極間距、E 平均濺射能量; e湯生二次電子發(fā)射系數(shù)、原子密度，與材料有關; 濺射原子熱化的平均距離，與氣體壓強有關； 濺射原子與氣體原子的碰撞導致濺射原子的濺射原子與氣體原子的碰撞導致濺射原子的散射（方向及能量無序），到達基片的幾率散射（方向及能量無序），到

24、達基片的幾率隨極板間距增加降低。一般要確保薄膜的均隨極板間距增加降低。一般要確保薄膜的均勻性，極板間距是克魯克暗區(qū)的兩倍，陰極勻性，極板間距是克魯克暗區(qū)的兩倍，陰極平面面積為基片面積的兩倍。平面面積為基片面積的兩倍。 低氣壓濺射：降低污染，提高濺射原子的平低氣壓濺射：降低污染，提高濺射原子的平均能量；需額外的電子源；外加磁場或高頻均能量；需額外的電子源；外加磁場或高頻放電提高離化率。放電提高離化率。濺射設備的中心問題：增加濺射設備的中心問題：增加電子對氣體的電離效率電子對氣體的電離效率直流三極濺射：直流三極濺射：可以在低壓強可以在低壓強(450C ； 表面擴散速率提高，由于受表面能減小的表面擴

25、散速率提高，由于受表面能減小的驅動，表面平滑；驅動，表面平滑； 通常先在低溫下沉積以改進黏附；通常先在低溫下沉積以改進黏附； 然后再用熱濺射法。然后再用熱濺射法。濺射靶濺射靶澆鑄，噴鑄，燒結，碾壓澆鑄，噴鑄，燒結，碾壓純度純度致密性：電弧，顆粒，放氣，非均勻刻蝕致密性：電弧，顆粒，放氣，非均勻刻蝕水冷問題：靶的斷裂水冷問題：靶的斷裂濺射法的缺點：濺射法的缺點：u 濺射設備復雜，需要真空系統(tǒng)及高壓裝置；濺射設備復雜，需要真空系統(tǒng)及高壓裝置；u 基片溫度會升高；基片溫度會升高；u 濺射速率慢。濺射速率慢。0.010.5m mm/分鐘。分鐘。濺射法與蒸發(fā)法的比較濺射法與蒸發(fā)法的比較8.3 離子鍍離子

26、鍍在真空條件下，利用氣體放電使在真空條件下，利用氣體放電使氣體或被蒸發(fā)物部分離化，產生氣體或被蒸發(fā)物部分離化，產生離子轟擊效應，最終將蒸發(fā)物或離子轟擊效應，最終將蒸發(fā)物或反應物沉積在基片上。反應物沉積在基片上。結合蒸發(fā)結合蒸發(fā)與濺射兩種薄膜沉積技術與濺射兩種薄膜沉積技術而發(fā)展而發(fā)展的一種的一種 PVD方法。方法。1產生輝光；產生輝光；2蒸發(fā)離化；蒸發(fā)離化；3被加速；被加速；4沉積成膜沉積成膜濺射和沉積同時進行濺射和沉積同時進行增加了對沉積束團的控制；增加了對沉積束團的控制；與基片結合良好；與基片結合良好；在低溫下可實現(xiàn)外延生長；在低溫下可實現(xiàn)外延生長；晶化，擇優(yōu)取向；晶化，擇優(yōu)取向；可在低溫襯

27、底沉積，避免高溫引起的擴散可在低溫襯底沉積，避免高溫引起的擴散離子鍍的優(yōu)點離子鍍的優(yōu)點離子鍍的粒子繞射性離子鍍的粒子繞射性離子鍍的工作氣壓約離子鍍的工作氣壓約10-1Pa，比普通的真空，比普通的真空蒸鍍蒸鍍10-4高，所以蒸發(fā)原子的平均自由程低，高，所以蒸發(fā)原子的平均自由程低，散射嚴重，所以繞射性好。散射嚴重，所以繞射性好。 在氣體放電的離子鍍中，沉積粒子呈現(xiàn)在氣體放電的離子鍍中，沉積粒子呈現(xiàn) 正正電性，從而受到處于負電位的基片的吸引作電性，從而受到處于負電位的基片的吸引作用。離子鍍的粒子繞射性提高薄膜對于復雜用。離子鍍的粒子繞射性提高薄膜對于復雜外形表面的覆蓋能力。外形表面的覆蓋能力。Plo

28、ts of front/back film thickness ratio ( R ) vs source-substrate distance (l). Curves are for different values of l The coating thickness uniformity model is also physically depicted.離子鍍的核心問題：離化率離子鍍的核心問題：離化率 離子鍍是在等離子體內，蒸發(fā)或濺射的原離子鍍是在等離子體內，蒸發(fā)或濺射的原子部分或大部分被離化的情況下進行沉積子部分或大部分被離化的情況下進行沉積的。離化率即被電離的原子占全部蒸發(fā)原的。離

29、化率即被電離的原子占全部蒸發(fā)原子的百分比。子的百分比。 二極型：二極型：0.12% 射頻：射頻： 10% 多弧多弧: 6080%離子鍍的類型和特點離子鍍的類型和特點1 1陽極陽極 2 2蒸發(fā)源蒸發(fā)源 3 3進氣口進氣口 4 4輝光放電輝光放電區(qū)區(qū) 5 5陰極暗區(qū)陰極暗區(qū) 6 6基片基片 7 7絕緣支架絕緣支架 8 8直流電源直流電源 9 9真空室真空室 1010蒸發(fā)電源蒸發(fā)電源 1111真空真空系統(tǒng)系統(tǒng)直流二極型離子鍍直流二極型離子鍍田民波：田民波：薄膜技術與薄膜材料薄膜技術與薄膜材料p378直流三極型直流三極型1陽極陽極 2進氣口進氣口 3蒸發(fā)源蒸發(fā)源 4電子吸收極電子吸收極 5基片基片 6

30、熱電子發(fā)射極熱電子發(fā)射極 7直流電源直流電源 8真空室真空室 9蒸發(fā)電源蒸發(fā)電源 10真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)1/23()(%)2.2 10cJMTP離化率：電電子子束束輔輔助助離離子子鍍鍍反應性電子束反應性電子束輔助離子鍍輔助離子鍍射頻放電離子鍍射頻放電離子鍍1溶化坩堝 2熱電偶 3基片支持架(陰極) 4真空室 5基片 6RF線圈 7匹配箱 8同軸電纜 9高頻電源 10加速用直流電源 11蒸發(fā)電源12真空系統(tǒng) 13真空計14調節(jié)閥 15反應氣體入口陰極電弧等離子體沉積陰極電弧等離子體沉積離化率高，離化的離子動離化率高，離化的離子動能高能高(40-100 eV)?？沙练e復雜形狀基片，沉可沉積復雜形狀基片，沉積率高，均勻性好，基片溫積率高，均勻性好，基片溫度低，易于制備理想化學計度低，易于制備理想化學計量比的化合物或合金。量比的化合物或合金。離子束輔助沉積 離子束濺射離子束濺射工作壓強低，濺射粒子工作壓強低，濺射粒子被散射少，基片遠離粒被散射少，基片遠離粒子發(fā)生過程；凝聚粒子子發(fā)生過程；凝聚粒子