上海禾早电子科技有限公司
   集科研、生产、销售与一体的专业性厂家

      科技驱动技术

Innovation-driven technology

       

搜索
新闻详情

离子溅射仪-溅射工作原理解析

GVC-2000实拍5.jpg离子溅射工作原理:

直流冷阴极二极管式,靶材处于常温,加负高压1-3kv,阳极接地。当接通高压,阴极发射电子,电子能量增加到1-3kev,轰击低真空中(3-10pA)的气体,使其电离,激发出的电子在电场中被加速,继续轰击气体,产生联级电离,形成等离子体。离子以1-3kev的能量轰击阴极靶,当其能量高于靶材原子的结合能时,靶材原子或者原子簇,脱离靶材,又经过与等离子体中的残余气体碰撞,因此方向 各异,当落在样品表面时,可以在粗糙的样品表面形成厚度均一的金属薄膜,而且与样品的结合强度高。如果工作室中的气体持续流动,保持恒定压力,这时的离子流保持恒定。 高压的功率决定了最大离子流,一般有最大离子流限制,用于保护高压电源。

离子溅射仪工作原理1.jpg



溅射镀膜厚度经验公式:
D=KIVt
D--镀膜厚度 单位 埃   0.1nm
K--为常数,与靶材、充入气体和工作距离有关, 当工作距离(靶材与样品的距离)为50mm,黄金靶,
         气体为氩气时,K=0.17;
         气体为空气时,K=0.07
I--离子流 单位mA
V--阴极(靶)高压 单位 KV
t--溅射时间   单位秒。

离子溅射仪操作:
  1. 一般工作距离可调,距离越近,溅射速度越快,但热损伤会增加。

  2. 离子流的大小通过控制真空压力实现,真空度越低,I越大,溅射速度越快,原子结晶晶粒越粗,电子轰击样品(阳极)产生的热量越高;真空度越高,I 越小,溅射速度越慢,原子结晶晶粒越细小,电子轰击样品产生的热量小。

  3. 加速电压为固定,也有可调的,加速电压越高,对样品热损伤越大。一般使用金属靶材的正比区域。

  4. 有些热敏样品,需要对样品区进行冷却,水冷或者帕尔贴冷却;也可以采用磁控装置,像电磁透镜一样把电子偏离样品。经过这样的改造,当然会增加很高的成本。可以在石蜡表面溅射一层金属,而没有任何损伤!

  5. 真空中的杂质越多,镀膜质量越差。一般黄金比较稳定,可以采用空气作为等离子气源,而其他很多靶材则需要惰性气体为好。

  6. 气体原子序数越高,动量越大,溅射越快,但晶粒会较粗,连续成膜的膜层较厚。

  7. 保持真空室的洁净对高质量的镀膜有很大好处。

  8. 不要让机械真空泵长期保持极限真空,否则容易反油。