磁控濺射的工作原理

是指電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產(chǎn)生的二次電子會受到電場和磁場作用，產(chǎn)生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動軌跡近似于磁控濺射一條擺線。若為環(huán)形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動，它們的運動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材，從而實現(xiàn)了高的沉積速率。在基片表面生成化合物是我們的目的，在其他結(jié)構(gòu)表面生成化合物是資源的浪費，在靶表面生成化合物一開始是提供化合物原子的源泉，到后來成為不斷提供更多化合物原子的障礙。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶表面，并在電場E的作用下終沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。磁控濺射是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復雜的散射過程，和靶原子碰撞，把部分動量傳給靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成級聯(lián)過程。在這種級聯(lián)過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量，離開靶被濺射出來。

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磁控濺射鍍膜機工藝

（1）技術(shù)方案 磁控濺射鍍光學膜，有以下三種技術(shù)路線： （a）陶瓷靶濺射：靶材采用金屬化合物靶材，可以直接沉積各種氧化物或者氮化物，有時候為了得到更高的膜層純度，也需要通入一定量反應氣體）； （b）反應濺射：靶材采用金屬或非金屬靶，通入稀有和反應氣體的混合氣體，進行濺射沉積各種化合物膜層。 （c）離子輔助沉積：先沉積一層很薄的金屬或非金屬層，然后再引入反應氣體離子源，將膜層進行氧化或者氮化等。電子光學制造行業(yè)行業(yè)中，其是這種非快熱式鍍一層薄薄的膜技術(shù)性，關(guān)鍵運用在有機化學氣候堆積上。 采用以上三種技術(shù)方案，在濺射沉積光學膜時，都會存在靶zhong毒現(xiàn)象，從而導致膜層沉積速度非常慢，對于上節(jié)介紹各種光學膜來說，膜層厚度較厚，膜層總厚度可達數(shù)百納米。這種沉積速度顯然增加了鍍膜成本，從而限制了磁控濺射鍍膜在光學上的應用。

（2）新型反應濺射技術(shù) 筆者對現(xiàn)有反應濺射技術(shù)方案進行了改進，開發(fā)出新的反應濺射技術(shù)，解決了鍍膜沉積速度問題，同時膜層的純度達到光學級別要求。表2.1是采用新型反應濺射沉積技術(shù)，膜層沉積速度對比情況。

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磁控濺射

磁控濺射是物理氣相沉積（Physical Vapor Deition，PVD）的一種。一般的濺射法可被用于制備金屬、半導體、絕緣體等多材料，且具有設(shè)備簡單、易于控制、鍍膜面積大和附著力強等優(yōu)點。

磁控濺射包括很多種類。各有不同工作原理和應用對象。但有一共同點：利用磁場與電場交互作用，使電子在靶表面附近成螺旋狀運行，從而增大電子撞擊氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材。