磁控濺射的工作原理

  　磁控濺射是物理氣相沉積的一種。

磁控濺射的工作原理是指電子在電場(chǎng)E的作用下，在飛向基片過(guò)程中與氬原子發(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(chǎng)作用下加速飛向陰極靶，并以較高能量轟擊靶表面，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(huì )受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生E(電場(chǎng))×B(磁場(chǎng))所指的方向漂移，簡(jiǎn)稱(chēng)E×B漂移，其運動(dòng)軌跡近似于一條擺線(xiàn)。若為環(huán)形磁場(chǎng)，則電子就以近似擺線(xiàn)形式在靶表面做圓周運動(dòng)，它們的運動(dòng)路徑不僅很長(cháng)，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內，并且在該區域中電離出大量的Ar 來(lái)轟擊靶材，從而實(shí)現了較高的沉積速率。隨著(zhù)碰撞次數的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶表面，并在電場(chǎng)E的作用下沉積在基片上。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(guò)程。入射粒子在靶中經(jīng)歷復雜的散射過(guò)程，和靶原子碰撞，把部分動(dòng)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(guò)程。在這種級聯(lián)過(guò)程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動(dòng)的足夠動(dòng)量，離開(kāi)靶被濺射出來(lái)。