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濺射鍍膜是在真空室中用高能粒子轟擊靶表面的技術。靶中的原子和其他粒子被粒子的動量轉移擊落,并沉淀在襯底上形成薄膜。該工藝具有濺射面積小、濺射材料可控性強、濺射速度快等優點。因此,近年來得到了迅速的發展和廣泛的應用。
濺射技術中的沉積方法有很多種,如直流雙極濺射、三極(或四極)濺射和磁控濺射。
1、雙極濺射
雙極濺射是早和相對簡單的基本濺射方法。
該裝置由陰極和陽極組成。采用薄膜材料(導體)制成的靶作為陰極,工件框架作為陽極(接地)。兩極之間的距離通常在幾厘米到十厘米之間。當真空室中的電場強度達到一定值時,兩電極之間發生異常輝光放電。加速等離子體中的Ar+離子轟擊陰極靶,靶原子沉積在襯底上形成薄膜。
采用射頻電源作為靶陰極電源,可以制作雙極射頻濺射裝置,用磁控管濺射絕緣材料。
2、三極管濺射
雙極濺射雖然方法簡單,但放電不穩定,沉積速率低。為了提高濺射速率和薄膜質量,在雙極濺射裝置的基礎上,加入加熱陰極制備了三極管濺射裝置。
通過改變電子發射電流和加速電壓可以控制等離子體密度。靶電壓可以控制靶的離子轟擊能量,解決偶極濺射中靶電壓、靶電流和靶電壓之間的矛盾。
三極管濺射的缺點是等離子體密度不均勻,放電不穩定,薄膜厚度不均勻。為此,在三極濺射的基礎上增加輔助陽極,形成四極濺射。
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