关于溅射成膜

losesky

　　溅射和真空镀气是利用物理现象的成膜方式。利用化学反应的代表性成膜方式为化学气相成膜法(CVD)。
       溅射成膜法的特征
# h& u/ e$ A4 V1 ^, G" t6 \& \- x
4 ?$ z3 y9 \# H! r" W, i  u+ U, j! s! H1：成膜原材料粒子能量大、在基板上粘附力强、成膜牢固。
2：对于合金或化合物的靶材、保持原材料组成不变也可以成膜。
3：高熔点材料也可以成膜。
4：成膜厚度容易控制。
5：如果在成膜过程中导入反应性气体、则能合成氧化膜或氮化膜等。
6：可以大面积均匀成膜。
7：如果把基板放到靶的位置上、则可以切削基板表面。
    溅射成膜方式
    一、　DC溅射成膜
　　原理

1：成膜基板和膜靶材近距离配置。
2：到达真空状态之后，在靶和基板之间加高电压。
3：电子和离子在高电压下高速运动，离子撞击靶材，高速运动的电子和离子与气体分子碰撞，产生更多的离子。
" C3 ?- O$ q5 @! D4：离子撞击靶后，把靶材的粒子溅射出去。
5：被溅射出来的靶材的粒子到达成膜基板上成膜。

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      这是最初被采用的溅射成膜法。长处在于构造简单，但同时存在以下缺点:
    1、发生辉光放电，设备的真空程度较差，残留气体影响较大。比如说成长的薄膜和残留气体发生 化学反应，或薄膜中有气泡等。
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    2、气体成为等离子体状态，基板也处在高温的等离子状态中。因为高温可能会损伤基板。

    3、原料(靶)是强绝缘体的时候，表面会有离子堆积，使放电中止。
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# s0 a, s4 W2 R8 `9 @      二、RF溅射
9 F+ G6 S1 F5 O: R8 d3 K( d3 ]    原理

1：靶和成膜基板近距离配置。
2 W6 x: y. {. @4 V; V2：真空腔体和靶之间加高频率电压。
) H- R) x4 f& d4 G+ U3：因为是交流电压，所以带电粒子的加速方向随电压而变。
4：因为电子比离子轻，容易移动。
5：靶一侧的电子没有流通渠道、使电子密度升高。
8 e7 B# Z$ r% R- d6：高密度的电子使靶带有负电、会吸引更多的阳离子撞击靶。

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) c. J1 \- u+ L& K1 Y+ q$ o    三、磁控溅射
    原理
  g9 Y  _) H+ Y. g4 p) C6 K! P
: i6 o5 |) G& u* z2 b$ X1：成膜基板和靶近距离配置、靶材的后面安装有磁铁。
2：加高电压之后诱发溅射。
3：因为靶周围有磁场、电子沿磁力线做螺旋运动。
4：在螺旋运动电子的周围产生等离子状态、可进行高密度溅射。

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　　特征
( Q2 A8 {3 o& E7 Q3 Q3 z6 t
# u$ Z( W5 p) H. ~1、也可使用高频电源。
) ?; ^7 D3 r) G2、在成膜基板附近没有等离子状态、基板不受损伤。
2 p# F* I1 D1 V6 T- T& N3、溅射量大。

   　缺点

5 n; w, @; j, D' I　　靶材的磨损不均匀(磁场较强的地方被大量溅射、在磁场南北极中间线附近溅射量较少)。
! ]- r; d* }! r7 J  M( n      四、离子束溅射
      这是唯一一种不用放电的溅射方法。
  O5 N: b$ {+ S, j' D0 h2 x% a+ v       从离子枪(产生离子并加速的设备)发射出来的高速离子照射靶材使其溅射后堆积在基板上成膜其
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4 e0 g* o$ }) j. u9 z9 y* {+ }       他的几种溅射方式都利用等离子状态、基板同时也受到电子和离子的影响。离子束溅射不采用放电现象。但是为了使离子枪持续产生离子也需要供应惰性气体。

       (注:使原材料离子化而射向基板的手法被称为离子注入法、而不是溅射。)
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       特征
1、不需要放电来产生等离子状态、高真空状态下也可成膜。
2、离子源独立存在、单独设定容易。
) O8 K3 x  ~" P, o  z3、靶材不需要导电性。
       缺点
1、设备复杂、昂贵。
. N) S  U# m7 m, Y( P: P2、成膜速度慢。
  e7 y" n  }: J& n8 N2 J) O/ |
       溅射成膜设备的构成

      除了离子束溅射之外、设备基本构成如下:
, O) w/ \3 ~5 `8 ^0 i' V: R

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1、真空腔体(气体导入口、基板和靶出入口等)。
2 i5 Q) h5 e/ p2 x2、排气系统(旋转泵、分子泵、因为要放电、所以不需要高真空)。
3、成膜基板台。
4、靶台。
6 {# D3 M8 ~: C5 V8 k, |7 g' |5、电源(高频电源、高压电源)。
6、控制系统。

    溅射利用法

磁气记录媒体。
7 q- `) [1 o$ P8 K4 h1 t" qCD/DVD(信息记录的金属膜)。
半导体(电路、各种传感器)。
磁头。
6 p0 Q+ [7 |( h4 D1 k5 p打印机头部。
液晶(透明电极部分)。
有机EL表示装置(透明电极部分)。
% o1 }" t* a( E7 T2 J. F4 x/ }高辉度光电管。
" q2 t+ P5 U8 {- {电子显微镜样品制作。
+ Z& w, t8 f$ I4 w# t光触媒薄膜。
( @% w! j. m! l3 e表面分析(利用溅射的切削作用)。
/ s- |5 u  V. a5 g2 X形状记忆合金薄膜。
塑料或玻璃的电子屏蔽膜。

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还有电子束沉积，快速镀膜的好方法。
不过薄膜结晶性能不好

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很详细啊