溅射镀膜.ppt

溅射镀膜小结 原理：溅射镀膜的原理 现象：辉光放电 溅射特性：溅射率、溅射阈值、溅射 粒子的速度和能量 溅射机理：两种理论 溅射类型：二极溅射、磁控溅射、反应溅射、离子束溅射 高能离子轰击靶材，溅射出原子或分子沉积在阳极基板上形成薄膜 辉光放电的几个区域 阴极和阳极之间亮区和暗区的分布 1、溅射阈值随着原子序数增加而减小。 2、溅射率与入射离子种类、能量、角度及靶材的类型、晶格结构、表面状态、升华热大小等因素有关，单晶靶材还与表面取向有关。 3、溅射原子的能量与靶材料、入射离子的种类和能量以及溅射原子的方向性有关；溅射原子能量与速度的几个特点。 4、溅射原子的角度分布特点。 1．热蒸发理论 溅射现象是被电离气体的荷能正离子，在电场的加速下轰击靶表面，而将能量传递给碰撞处的原子，结果导致表面碰撞处很小区域内，发生瞬间强烈的局部高温，从而使这个区域的靶材料熔化，发生热蒸发。 2．动量转移理论 低能离子碰撞靶时，不能从固体表面直接溅射出原子，而是把动量转移给被碰撞的原子，引起晶格点阵上原子的链琐式碰撞。这种碰撞将沿着晶体点阵的各个方向进行。同时，碰撞因在原子最紧密排列的点阵方向上最为有效，结果晶体表面的原子从邻近原子那里得到愈来愈大的能量，如果这个能量大于原子的结合能，原子就从固体表面被溅射出来。 几种类型溅射的工作原理、原理图、特点 溅射与蒸发法的比较1 溅射法 蒸发法 沉积气相的产生过程 离子轰击和动量转移机制 原子的热蒸发机制 溅射原子能量较高（2~30eV ） 原子动能较低（1200K时,0.1eV.） 稍低的溅射速率 较高的蒸发速率 溅射原子运动具方向性 蒸发原子运动具方向性 可保证合金成分，但有的化合物有分解 蒸发时会发生元素贫化或富集，部分化合物有分解 靶材纯度随材料种类而变 取决于蒸发源材料 工作压力稍高 高真空环境 溅射与蒸发法的比较2 溅射法 蒸发法 薄膜的沉积过程 沉积原子有较高的能量 沉积原子能量较低 沉积过程会引入部分气体杂质 气体杂质含量低 薄膜附着力高 晶粒尺寸大于溅射沉积的薄膜 多晶取向倾向大 有利于形成薄膜取向 溅射法 蒸发法 物理气相沉积技术(PVD) 利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程。 特点： 1、需使用固态的或者熔融态物质作为沉积过程的源物质； 2、源物质经过物理过程进入气相； 3、需要相对较低的气体压力环境； 4、在气相中及在衬底表面并不发生化学反应。