磁控溅射定义和原理课件.ppt

1、电子被溅射粒子的返回中性原子正离子气体分子入射粒子的反射入射粒子溅射粒子的角分布500eV的Ar、Kr、Xe离子溅射单晶Cu（100）面的状态Ar+Ar+溅射率和离子能量的关系Cu膜溅射蒸发速度对粒子数的分布曲线500eV下元素溅射率二级辉光放电系统 靶阴极基片阳极电子Ar/Ar+靶原子溅射示意图22122112)(cos4MMMMEE弹性碰撞)(2cos2122211maxMMMvMU非弹性碰撞v1M1：电子质量：电子质量M2：惰性气体粒子质量：惰性气体粒子质量击穿电压VBdP 巴邢定律巴邢定律 辉光放电时明暗光区分布示意图 氩离子入射不同元素的溅射阈值500eV下元素溅射率溅射率随离子入射

2、角度的变化150eV氩离子轰击下，镍的溅射率和气压的关系氩离子轰击下，镍的溅射率和气压的关系辉光放电直流溅射系统1.阴极（靶)2.阳极（基片）3.真空室4.进气口5.真空抽气系统6.高压电源（DC）531241.辅助阳极 2.基片 3.线圈 4.靶 5.灯丝三级溅射系统示意图-+负半周期负半周期电子电子正离子正离子+-正半周期正半周期电子电子正离子正离子自偏压效应自偏压效应)vEe(FBeBmvrvBvXYZB+-),(),(),(zyxBzyxBvqzyxEqamFBmv22其中磁阻力与磁场的梯度成正比,但方向始终指向梯度的负向，该力总是阻碍运动电荷从弱磁场向强该力总是阻碍运动电荷从弱磁场向

3、强磁场区域的运动磁场区域的运动镜像磁场磁力线分布示意图非匀强电磁场下电荷的三维运动方程表达式X:围绕磁力线的在围绕磁力线的在两极间往复振荡两极间往复振荡Y:恒有一个离开靶恒有一个离开靶面的速度分量面的速度分量Z:摆线运动摆线运动a平衡磁控 b非平衡磁控平面型矩形：应用广泛，尤其适用于大面积平板的连续型镀膜。镀膜均匀性，产品的一致性较好。圆形圆形:只适合于做小型只适合于做小型的磁控源，制靶简单，的磁控源，制靶简单，适合科研中应用。适合科研中应用。奥斯特电流磁效应电流磁效应电流的磁效应电流的磁效应：如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。圆柱形磁控溅射靶的结构磁力线分布磁力线分布适合镀覆尺寸变适合镀覆尺寸变化大，形状复杂化大，形状复杂的工件。的工件。S-GUN靶材利用率高；枪体结构紧凑，体积较小靶是圆锥形，不易制备倒锥形靶材倒锥形靶材进气角阀磁控室