磁控溅射
入射粒子和靶的碰撞过程
条目
历史版本
20世纪70年代发展起来的磁控溅射法具备高速、低温、低损伤；因为是在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率，磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，磁控溅射可以使沉积速率提高，气体电离从百分之0.3-0.5提高到百分之5-6。[1]磁控溅射是物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）的一种，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，可用于开发纳米级的单层及多层功能膜和复合膜，可镀金属、合金、化合物、半导体、陶瓷膜（需配射频电源）、介质复合膜和其它化学反应膜等。[2]
原理
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E（电场）×B（磁场）所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于 一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。
磁控溅射