真空溅射镀膜的复兴与发展

文章作者:广东振华科技
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发布时间:2023-12-01
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  所谓溅就是用能粒子(通常用性气体的正离子) 去击固体(以下称靶材)表面,从而引起靶材表面上的原子(或分子)从其中逸出的一种现象。这一现象是格洛夫(Grove) 于 1842 年在研究阴极腐蚀问题实验时,阴极材料被迁移到真空管壁上而发现的。利用这种溅射方法在基体上沉积薄膜是 1877 年间世的,由于在利用这种方法沉积薄膜的初期在着溅射速率低,成膜速度慢,必须在装置上设置高压和通入情性气体等一系列问题,因此发展缓慢,险些被淘汰,只是在化学活性强的贵金属、难熔金属、介质以及化合物等材料上得到了少量的应用。直到 20 世纪 70 年代,由于磁控溅射技术的出现,才使溅射镀膜得到了迅速的发展,开始走入了复兴的道路。这是因为磁控溅射法可以通过正交电磁场对电子的约束,增加了电子与气体分子的碰撞概率,不但降低了加在阴极上的电压,而且提高了正离子对靶阴极的溅射速率,减少了电子轰击基体的概率,从而降低了它的温度,即具备了“高速、低温”的两大特点。到20 世纪80 年代,虽然它的出现仅仅十几年间,它就从实验室中脱颖而出,真正地进入了工业化大生产的领域。随着科学技术的进一步发展,近几年来在溅射镀膜领域中又推出了离子束增强溅射,采用宽束强流离子源结合磁场调制,并与常规的二极溅射相结合组成了一种新的溅射模式;而且将中频交流电源引入到磁控溅射的靶源中。这种被称为孪生靶溅射的中频交流磁控溅射技术,不但消除了阳极的“消失”效应,也解决了阴极的“中毒”问题,从而极大地提高了磁控溅射的稳定性,为化合物薄膜制备的工业化大生产提供了坚实的基础。近年来溅射镀膜已经成为炙手可热的一种新兴薄膜制备技术,活跃在真空镀膜的技术领域中。


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