薄膜物理第2章濺射鍍膜

1、第第二二章章 薄膜制備薄膜制備的物理方法（的物理方法（ ）2.3 濺射鍍膜濺射鍍膜宋春元 博士材料科學(xué)與工程學(xué)院薄膜材料與技術(shù)薄膜材料與技術(shù)n2.3 .1 概述概述 n2.3.2 輝光放電輝光放電n2.3.3 表征濺射特征的基本參數(shù)表征濺射特征的基本參數(shù)n2.3.4 主要濺射鍍膜方式主要濺射鍍膜方式第二章第二章 薄膜物理的制備方法（薄膜物理的制備方法（）2.3 濺射鍍膜濺射鍍膜n濺射法濺射法n利用利用帶電離子帶電離子在電磁場(chǎng)的作用下獲得足夠的能量，在電磁場(chǎng)的作用下獲得足夠的能量，轟擊轟擊固體（固體（靶）物質(zhì)靶）物質(zhì)，從靶材表面被，從靶材表面被濺射濺射出來的出來的原子以一定的動(dòng)能射向襯底，在襯底

2、上形成薄膜。原子以一定的動(dòng)能射向襯底，在襯底上形成薄膜。 濺射出的粒子濺射出的粒子大多呈原子狀態(tài)，常稱為大多呈原子狀態(tài)，常稱為濺射原子濺射原子。用于。用于轟擊靶的荷能粒子轟擊靶的荷能粒子可以是可以是電子、離子或中性粒子，電子、離子或中性粒子， 因離子在電場(chǎng)下易于加速并獲得所需動(dòng)能，故大多采用因離子在電場(chǎng)下易于加速并獲得所需動(dòng)能，故大多采用離子作為轟擊粒子。該離子又稱離子作為轟擊粒子。該離子又稱入射離子入射離子，這種鍍膜技術(shù)又稱，這種鍍膜技術(shù)又稱為為離子濺射鍍膜或沉積。離子濺射鍍膜或沉積。2.3 .1 概述概述與真空蒸發(fā)鍍膜相比，濺射鍍膜有如下的與真空蒸發(fā)鍍膜相比，濺射鍍膜有如下的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（

3、1）任何物質(zhì)）任何物質(zhì)(只要是只要是固體固體)均可以濺射，尤其是高熔點(diǎn)、均可以濺射，尤其是高熔點(diǎn)、 低蒸氣壓元素和化合物。低蒸氣壓元素和化合物。（2）濺射膜與基板之間的附著性好。）濺射膜與基板之間的附著性好。（3）濺射鍍膜密度高，針孔少，且膜層的純度較高。）濺射鍍膜密度高，針孔少，且膜層的純度較高。 （4）膜層可控性和重復(fù)性好。）膜層可控性和重復(fù)性好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）濺射設(shè)備復(fù)雜、需要高壓裝置；）濺射設(shè)備復(fù)雜、需要高壓裝置；（2）濺射淀積的成膜速度低，真空蒸鍍淀積速率為）濺射淀積的成膜速度低，真空蒸鍍淀積速率為0.1 5m/min，而濺射速率為，而濺射速率為0.010.5m/min；（3）基

4、板溫度較高和易受雜質(zhì)氣體影響。）基板溫度較高和易受雜質(zhì)氣體影響。 2.3 .1 概述概述 濺射鍍膜基于荷能離子轟擊靶材時(shí)的濺射效應(yīng)，整濺射鍍膜基于荷能離子轟擊靶材時(shí)的濺射效應(yīng)，整個(gè)濺射過程都是建立在個(gè)濺射過程都是建立在輝光放電輝光放電 的基礎(chǔ)之上，即的基礎(chǔ)之上，即濺射濺射離子都來源于氣體放電離子都來源于氣體放電。 n2.3.2 輝光放電輝光放電 不同的濺射技術(shù)采用的輝光放電方式有所不同。不同的濺射技術(shù)采用的輝光放電方式有所不同。(1)直流二極濺射直流二極濺射利用的是直流輝光放電；利用的是直流輝光放電；(2)三極濺射三極濺射是利用熱陰極支持的輝光放電；是利用熱陰極支持的輝光放電；(3)射頻濺射射

5、頻濺射是利用射頻輝光放電；是利用射頻輝光放電；(4)磁控濺射磁控濺射是利用環(huán)狀磁場(chǎng)控制下的輝光放電。是利用環(huán)狀磁場(chǎng)控制下的輝光放電。 輝光放電輝光放電是在真空度約為是在真空度約為101Pa的稀薄氣體中，兩的稀薄氣體中，兩個(gè)電極之間加上電壓時(shí)產(chǎn)生的一種放電現(xiàn)象。個(gè)電極之間加上電壓時(shí)產(chǎn)生的一種放電現(xiàn)象。2.3.3 濺射特性濺射特性 表征濺射特性的參量主要有表征濺射特性的參量主要有濺射閾值、濺射率濺射閾值、濺射率以及以及濺射濺射粒子的速度粒子的速度和和能量能量等。等。1濺射閾值濺射閾值 濺射閾值濺射閾值指使靶材原子發(fā)生濺射的入射離子所必須具有指使靶材原子發(fā)生濺射的入射離子所必須具有的最小能量。的最小

6、能量。濺射濺射閾閾值主要取決于靶材料值主要取決于靶材料，與離子質(zhì)量無明與離子質(zhì)量無明顯依賴關(guān)系。顯依賴關(guān)系。 濺射閾值隨靶材原子序數(shù)增加而減小。濺射閾值隨靶材原子序數(shù)增加而減小。 絕大多數(shù)金屬的濺射閾值絕大多數(shù)金屬的濺射閾值為為2040eV, 相當(dāng)于升華熱的相當(dāng)于升華熱的4倍倍.2濺射率濺射率濺射率濺射率表示正離子轟擊靶陰極時(shí)，平均每個(gè)正離子能從表示正離子轟擊靶陰極時(shí)，平均每個(gè)正離子能從陰極上打出的原子數(shù)。又稱陰極上打出的原子數(shù)。又稱濺射產(chǎn)額或?yàn)R射系數(shù)濺射產(chǎn)額或?yàn)R射系數(shù)，常用，常用S表表示。示。濺射率與濺射率與入射離子入射離子種類、能量、角度及種類、能量、角度及靶材靶材的類型、晶的類型、晶格結(jié)

7、構(gòu)、表面狀態(tài)、升華熱大小等因素有關(guān)格結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)、升華熱大小等因素有關(guān)。（1）靶材料與濺射率的關(guān)系）靶材料與濺射率的關(guān)系 a.濺射率濺射率S 隨靶材元素原子序數(shù)增加而增大（相同條件，隨靶材元素原子序數(shù)增加而增大（相同條件， 同一種離子轟擊不同元素的靶材料）。同一種離子轟擊不同元素的靶材料）。 b.晶格結(jié)構(gòu)不同，晶格結(jié)構(gòu)不同，S不同。不同。 c.與表面清潔度有關(guān)，清潔度高，與表面清潔度有關(guān)，清潔度高，S大。大。 d.升華熱大，升華熱大，S小。小。（2）入射離子能量與濺射率的關(guān)系）入射離子能量與濺射率的關(guān)系當(dāng)入射離子能量較小時(shí)，濺射率隨入射離子能量的增加而呈指數(shù)上升；其后，隨入射離子能量的增加出

8、現(xiàn)一個(gè)線性增大區(qū)；之后，逐漸達(dá)到一個(gè)平坦的最大值而呈飽和狀態(tài)。如果再增大E，則因離子注入效應(yīng)反而使S值開始下降。（3）入射離子種類與濺射率的關(guān)系）入射離子種類與濺射率的關(guān)系入射離子的原子量越入射離子的原子量越大，大，濺射率越高濺射率越高 ；濺射率也與入射；濺射率也與入射離子的原子序數(shù)呈現(xiàn)周期性變化的關(guān)系。離子的原子序數(shù)呈現(xiàn)周期性變化的關(guān)系。 在周期表每一排中，凡電在周期表每一排中，凡電子殼層填滿的元素就有最子殼層填滿的元素就有最大濺射率；位于周期表每大濺射率；位于周期表每一排中間部位的元素的濺一排中間部位的元素的濺射率低。射率低。（如惰性氣體，經(jīng)濟(jì)、不（如惰性氣體，經(jīng)濟(jì)、不與靶材反應(yīng)）。與靶材

9、反應(yīng)）。3-83號(hào)號(hào)但：但：用不同的入射離子濺用不同的入射離子濺射同一靶材時(shí)，所呈現(xiàn)的射同一靶材時(shí)，所呈現(xiàn)的濺射率的差異，大大低于濺射率的差異，大大低于用同一種離子去轟擊不同用同一種離子去轟擊不同靶材所得到的濺射率的差靶材所得到的濺射率的差異。異。（4）入射離子的入射角）入射離子的入射角 與濺射率的關(guān)系與濺射率的關(guān)系 入射角是指離子入射角是指離子入射方向入射方向與被濺射靶材與被濺射靶材表面法線表面法線之間的之間的夾角夾角。 不同入射角不同入射角的濺射率值的濺射率值S()，垂直入射，垂直入射時(shí)的濺射率值時(shí)的濺射率值S(0) 。隨入射角增大，濺射率逐漸增大，隨入射角增大，濺射率逐漸增大，在在0-6

10、00之間的相對(duì)濺射率基本上之間的相對(duì)濺射率基本上服從服從1/cos()的規(guī)律，即的規(guī)律，即S()/S(0)= 1/cos()。=600時(shí)，時(shí)，S約為垂直入約為垂直入射時(shí)的射時(shí)的2倍。當(dāng)入射角為倍。當(dāng)入射角為600-800時(shí)，時(shí)，濺射率最大，入射角再增大時(shí)，濺射率最大，入射角再增大時(shí)，濺射率急劇減小，當(dāng)濺射率急劇減小，當(dāng)=900時(shí)，濺時(shí)，濺射率為射率為0.對(duì)于不同的靶材和不同的入射離子，對(duì)應(yīng)于最大濺射率的S值有一個(gè)最佳的入射角m。（5）靶材溫度與入射率的關(guān)系）靶材溫度與入射率的關(guān)系 濺射率與靶材溫度的依賴關(guān)系，主要與靶材物質(zhì)的升濺射率與靶材溫度的依賴關(guān)系，主要與靶材物質(zhì)的升華能相關(guān)的某溫度值有關(guān)

11、，在華能相關(guān)的某溫度值有關(guān)，在低于低于此溫度時(shí)，濺射率幾乎此溫度時(shí)，濺射率幾乎不變不變。但是，。但是，超過此溫度超過此溫度時(shí)，濺射率將時(shí)，濺射率將急劇增大急劇增大。濺射率S3濺射原子的能量和速度濺射原子的能量和速度（1） 濺射原子濺射原子的能量比的能量比蒸發(fā)原子蒸發(fā)原子的能量大：的能量大： 一般由一般由蒸發(fā)源蒸發(fā)蒸發(fā)源蒸發(fā)出來的原子的能量為出來的原子的能量為 0.1ev 左右。左右。 濺射濺射中，一般認(rèn)為，濺射原子的能量比熱蒸發(fā)原子中，一般認(rèn)為，濺射原子的能量比熱蒸發(fā)原子 能量大能量大 1-2 個(gè)數(shù)量級(jí)，約個(gè)數(shù)量級(jí)，約1-10 ev。 （2）影響濺射原子的能量的影響濺射原子的能量的因素：因素：

12、 濺射原子的能量與濺射原子的能量與靶材料、入射離子的種類靶材料、入射離子的種類和和能量能量以以 及及濺射原子的方向性濺射原子的方向性有關(guān)。有關(guān)。2.3.4 濺射鍍膜類型濺射鍍膜類型 濺射鍍膜的方式較多，從濺射鍍膜的方式較多，從電極結(jié)構(gòu)電極結(jié)構(gòu)上可分為上可分為二極濺射、三或四極濺射和磁控濺射等；二極濺射、三或四極濺射和磁控濺射等；射頻濺射射頻濺射制備絕緣薄膜；制備絕緣薄膜；反應(yīng)濺射反應(yīng)濺射可制備化合物薄膜；可制備化合物薄膜；1 1、直流二極濺射、直流二極濺射（P58P58）： * *待鍍靶材連接到電源陰極（待鍍靶材連接到電源陰極（陰極靶，陰極靶，接負(fù)高壓）；與靶相對(duì)的基片則連接接負(fù)高壓）；與靶相

13、對(duì)的基片則連接到電源的陽極。到電源的陽極。 為了在輝光放電過程中使靶表面保為了在輝光放電過程中使靶表面保持可控的負(fù)高壓，持可控的負(fù)高壓，靶材必須是導(dǎo)體。靶材必須是導(dǎo)體。 * *工作時(shí)，先將真空室工作時(shí)，先將真空室預(yù)抽預(yù)抽到高真空（如到高真空（如1010-3 -3 PaPa），然后，），然后，通入氬氣通入氬氣使使真空室內(nèi)壓力維持在真空室內(nèi)壓力維持在1 110 Pa10 Pa時(shí)，接通電源時(shí)，接通電源（ 1-5 KV）使在陰極和陽極）使在陰極和陽極間產(chǎn)生異常輝光放電，并建立起等離子區(qū)，其中帶正電的氬離子受到電間產(chǎn)生異常輝光放電，并建立起等離子區(qū)，其中帶正電的氬離子受到電場(chǎng)加速而轟擊陰極靶，從而使靶材

14、產(chǎn)生濺射。場(chǎng)加速而轟擊陰極靶，從而使靶材產(chǎn)生濺射。 * 氣體放電產(chǎn)生的正離子飛向陰極靶，一次電子飛向陽極。氣體放電產(chǎn)生的正離子飛向陰極靶，一次電子飛向陽極。 正離子轟擊陰正離子轟擊陰極進(jìn)所產(chǎn)生的二次電子，經(jīng)加速后去補(bǔ)充被消耗的一次電子來極進(jìn)所產(chǎn)生的二次電子，經(jīng)加速后去補(bǔ)充被消耗的一次電子來維持維持持續(xù)放持續(xù)放電（輝光放電達(dá)到自持）。（電（輝光放電達(dá)到自持）。（壓強(qiáng)太低（壓強(qiáng)太低（太高太高）、陰陽極距離太短（）、陰陽極距離太短（太長太長）？）？P58） * 直流二極濺射的工作參數(shù)為直流二極濺射的工作參數(shù)為濺射功率、放電電壓、氣體壓力和電極間距濺射功率、放電電壓、氣體壓力和電極間距。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)

15、構(gòu)簡單，可獲得大面積膜厚均勻的薄膜。結(jié)構(gòu)簡單，可獲得大面積膜厚均勻的薄膜。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1 1）濺射參數(shù)不易獨(dú)立控制，放電電流易隨電壓和氣壓變化，工藝重復(fù)）濺射參數(shù)不易獨(dú)立控制，放電電流易隨電壓和氣壓變化，工藝重復(fù)性差；性差；（2 2）用于產(chǎn)生放電的殘留氣體對(duì)膜層有污染；）用于產(chǎn)生放電的殘留氣體對(duì)膜層有污染； （3 3）基片溫度高（達(dá)數(shù)百度左右）、沉積速率低；）基片溫度高（達(dá)數(shù)百度左右）、沉積速率低；（4 4）靶材必須是良導(dǎo)體。）靶材必須是良導(dǎo)體。 2 2偏壓濺射偏壓濺射 特點(diǎn)特點(diǎn)：它與直流二極濺射的區(qū)別在于它與直流二極濺射的區(qū)別在于基片基片上施加一固定直流偏壓。上施加一固定直流偏壓。原理：原

16、理：若施加的是若施加的是負(fù)偏壓負(fù)偏壓，則在薄膜淀積，則在薄膜淀積過程中，基片表面都將受到氣體離子的穩(wěn)過程中，基片表面都將受到氣體離子的穩(wěn)定轟擊，隨時(shí)清除可能進(jìn)入薄膜表面的氣定轟擊，隨時(shí)清除可能進(jìn)入薄膜表面的氣體，有利于體，有利于提高薄膜的純度提高薄膜的純度。并且也可除。并且也可除掉粘附力弱的淀積粒子，加之在淀積之前掉粘附力弱的淀積粒子，加之在淀積之前可對(duì)基片進(jìn)行轟擊清洗，使表面凈化，從可對(duì)基片進(jìn)行轟擊清洗，使表面凈化，從而而提高了薄膜的附著力。提高了薄膜的附著力。 3. 3. 三極濺射三極濺射 原理：原理：在真空室內(nèi)在真空室內(nèi)附加一個(gè)熱陰極，由它發(fā)射電子并附加一個(gè)熱陰極，由它發(fā)射電子并 和陽極

17、產(chǎn)生等離子體和陽極產(chǎn)生等離子體。同時(shí)使靶相對(duì)于該等離子體為負(fù)。同時(shí)使靶相對(duì)于該等離子體為負(fù) 電位，用等離子體中的正離子轟擊靶材而進(jìn)行濺射。電位，用等離子體中的正離子轟擊靶材而進(jìn)行濺射。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）克服了二極直流濺射）克服了二極直流濺射只能在只能在較高氣壓下進(jìn)行較高氣壓下進(jìn)行的缺點(diǎn)，的缺點(diǎn)， 因?yàn)橐驗(yàn)樗且蕾囯x子轟擊陰極所發(fā)射它是依賴離子轟擊陰極所發(fā)射的次級(jí)電子來維持輝光放電。的次級(jí)電子來維持輝光放電。2 2）三極濺射的進(jìn)行不再依賴于陰）三極濺射的進(jìn)行不再依賴于陰極所發(fā)射的二次電子，濺射速率極所發(fā)射的二次電子，濺射速率可以由熱陰極的發(fā)射電流控制，可以由熱陰極的發(fā)射電流控制，提高了濺射參數(shù)

18、的可控性和工藝重復(fù)性。提高了濺射參數(shù)的可控性和工藝重復(fù)性。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：(1)三極濺射還不能抑制由靶產(chǎn)生的高速電子對(duì)基板的三極濺射還不能抑制由靶產(chǎn)生的高速電子對(duì)基板的 轟擊，特別在高速濺射的情況下，基板的溫升較高；轟擊，特別在高速濺射的情況下，基板的溫升較高；(2)燈絲壽命短，也還存在燈絲的不純物使膜層沾燈絲壽命短，也還存在燈絲的不純物使膜層沾 污等污等 問題。問題。(3)這種濺射方式并不適用于反應(yīng)濺射，特別在用氧作這種濺射方式并不適用于反應(yīng)濺射，特別在用氧作 反應(yīng)氣體的情況下，燈絲的壽命將顯著縮短。反應(yīng)氣體的情況下，燈絲的壽命將顯著縮短。4. 4.射頻濺射射頻濺射 射頻濺射裝置如圖所示。射頻濺

19、射裝置如圖所示。相當(dāng)于直流濺射裝置中相當(dāng)于直流濺射裝置中的直流電源部分改由射頻發(fā)生器、匹配網(wǎng)絡(luò)和電源的直流電源部分改由射頻發(fā)生器、匹配網(wǎng)絡(luò)和電源所代替所代替，利用射頻輝光放電產(chǎn)生濺射所需正離子。，利用射頻輝光放電產(chǎn)生濺射所需正離子。20問題：問題： 對(duì)于對(duì)于直流濺射直流濺射來說，如果來說，如果靶材不是良導(dǎo)體材料，而是絕靶材不是良導(dǎo)體材料，而是絕 緣材料，正離子轟擊靶面時(shí)靶就會(huì)帶正電，使其電位上緣材料，正離子轟擊靶面時(shí)靶就會(huì)帶正電，使其電位上 升，離子加速電場(chǎng)就要逐漸變小，使離子濺射靶材不可升，離子加速電場(chǎng)就要逐漸變小，使離子濺射靶材不可 能，以至輝光放電和濺射停止。能，以至輝光放電和濺射停止。

20、 機(jī)理：機(jī)理： 可濺射絕緣體。可濺射絕緣體。高頻范圍：高頻范圍：530MHz（一般（一般Rf13.56MHz ）射頻電勢(shì)加在位于絕緣靶下面的金屬電極上。在射頻電勢(shì)作用下，在交變電場(chǎng)中振射頻電勢(shì)加在位于絕緣靶下面的金屬電極上。在射頻電勢(shì)作用下，在交變電場(chǎng)中振蕩的電子具有足夠高的能量產(chǎn)生離化碰撞，放電達(dá)到自持。蕩的電子具有足夠高的能量產(chǎn)生離化碰撞，放電達(dá)到自持。如果在靶上施加的是如果在靶上施加的是射頻電壓射頻電壓，當(dāng)濺射靶處于，當(dāng)濺射靶處于上半周期上半周期時(shí)，由于時(shí)，由于電子電子的質(zhì)量比離子的質(zhì)量比離子的質(zhì)量小得多，故其遷移率很高僅用很短時(shí)間就可以飛向靶面，的質(zhì)量小得多，故其遷移率很高僅用很短時(shí)間

21、就可以飛向靶面，中和其表面積累的中和其表面積累的正電荷，并且在靶面又迅速積累大量的電子，使其表面因空間電荷呈現(xiàn)負(fù)電位，正電荷，并且在靶面又迅速積累大量的電子，使其表面因空間電荷呈現(xiàn)負(fù)電位，導(dǎo)導(dǎo)致在射頻電壓的正半周期時(shí)也吸引離子轟擊靶材。從而實(shí)現(xiàn)了在正、負(fù)半周期均可致在射頻電壓的正半周期時(shí)也吸引離子轟擊靶材。從而實(shí)現(xiàn)了在正、負(fù)半周期均可產(chǎn)生濺射。產(chǎn)生濺射。5 5磁控濺射磁控濺射 低溫高速濺射低溫高速濺射 濺射沉積方法缺點(diǎn)：沉積速度低、工作氣壓較高引起污染。 磁控濺射：提高沉積速率，降低工作氣體壓力。 磁控濺射中引入了正交電磁場(chǎng)，使磁控濺射中引入了正交電磁場(chǎng)，使離化率提高離化率提高了了5 56%6

22、%，于是濺射速，于是濺射速率可比三極濺射提高率可比三極濺射提高1010倍左右。對(duì)許多材料，濺射速率達(dá)到了電子束倍左右。對(duì)許多材料，濺射速率達(dá)到了電子束蒸發(fā)的水平。蒸發(fā)的水平。 以以磁場(chǎng)來改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，并束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，磁場(chǎng)來改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，并束縛和延長電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高從而提高了電子對(duì)工作氣體的電離幾率和有效地利用了電子的能量。因此，使了電子對(duì)工作氣體的電離幾率和有效地利用了電子的能量。因此，使正離正離子對(duì)靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效。子對(duì)靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效。同時(shí)，受正交電磁場(chǎng)同時(shí)，受正交電磁場(chǎng)束縛的電束縛的電子子，又只能在其能量要耗盡時(shí)才沉積在基片

23、上。這就是磁控濺射具有，又只能在其能量要耗盡時(shí)才沉積在基片上。這就是磁控濺射具有“低低溫溫”、“高速高速”兩大特點(diǎn)的道理。兩大特點(diǎn)的道理。 磁控濺射的工作原理磁控濺射的工作原理二次電子一旦離開靶面，二次電子一旦離開靶面，就同時(shí)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的就同時(shí)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用。近似認(rèn)為，二次電作用。近似認(rèn)為，二次電子在陰極暗區(qū)只受電場(chǎng)作子在陰極暗區(qū)只受電場(chǎng)作用，一旦進(jìn)入輝光區(qū)就只用，一旦進(jìn)入輝光區(qū)就只受磁場(chǎng)作用。受磁場(chǎng)作用。（1 1）陰極暗區(qū)：）陰極暗區(qū)： 受電場(chǎng)力受電場(chǎng)力直線運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)。（2 2）輝光區(qū)：）輝光區(qū)： 受磁場(chǎng)力受磁場(chǎng)力旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。（3 3）半周后）半周后進(jìn)入陰極暗進(jìn)入陰極暗區(qū)，減速

24、，到靶面時(shí)，降區(qū)，減速，到靶面時(shí)，降為為0.0.往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)。6 6對(duì)向靶濺射對(duì)向靶濺射 對(duì)于對(duì)于FeFe、CoCo、NiNi、FeFe2 2O O3 3、坡莫合金等、坡莫合金等磁性材料磁性材料，要，要實(shí)現(xiàn)低溫、高速濺射鍍膜，有特殊的要求。實(shí)現(xiàn)低溫、高速濺射鍍膜，有特殊的要求。采用前述采用前述幾種磁控方式都受到很大的限制。幾種磁控方式都受到很大的限制。 ( (由于靶的由于靶的磁阻很磁阻很低，磁場(chǎng)幾乎完全從靶中通過，不可能形成平行于靶低，磁場(chǎng)幾乎完全從靶中通過，不可能形成平行于靶表面的使二次電子作圓擺線運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)磁場(chǎng)表面的使二次電子作圓擺線運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)磁場(chǎng) 。若采用三若采用三極濺射和射頻濺射時(shí)，

25、基板溫升非常嚴(yán)重。極濺射和射頻濺射時(shí)，基板溫升非常嚴(yán)重。) ) 而而采用采用對(duì)向靶濺射法，即使用強(qiáng)磁性靶能實(shí)現(xiàn)低溫高速濺射對(duì)向靶濺射法，即使用強(qiáng)磁性靶能實(shí)現(xiàn)低溫高速濺射鍍膜。鍍膜。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 濺射速率高，基板溫度低，濺射速率高，基板溫度低， 可淀積磁性薄膜等?？傻矸e磁性薄膜等。 兩個(gè)靶相對(duì)放置，所加磁場(chǎng)和靶表面垂直。兩個(gè)靶相對(duì)放置，所加磁場(chǎng)和靶表面垂直。陽極放置在于靶面垂直部位，和電場(chǎng)一起陽極放置在于靶面垂直部位，和電場(chǎng)一起起到起到約束等離子體約束等離子體作用。作用。二次電子飛出靶二次電子飛出靶面后，被垂直靶的陰極電位下降區(qū)的電場(chǎng)面后，被垂直靶的陰極電位下降區(qū)的電場(chǎng)加速。電子在向陽極運(yùn)動(dòng)過程中受到磁場(chǎng)加速。電子在向陽極運(yùn)動(dòng)過程中受到磁場(chǎng)作用。由于在兩靶上加有較高的負(fù)偏壓，作用。由于在兩靶上加有較高的負(fù)偏壓，部分電子幾乎沿著直線運(yùn)動(dòng)，到對(duì)面靶的部分電子幾乎沿著直線運(yùn)動(dòng)，到對(duì)面靶的陰極電位下降區(qū)被減速，然后又被向相反陰極電位下降區(qū)被減速，然后又被向相反方向加速運(yùn)動(dòng)，加上磁場(chǎng)作用，這樣由靶方向加速運(yùn)動(dòng)，加上磁場(chǎng)作用，這樣由靶產(chǎn)生的二次電