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磁控溅射的镀膜过程

2022-11-21 14:51:09

磁控溅射的镀膜过程有哪些?

气体放电:辉光放电产生等离子体,使工作气体离化,产生阳离子,在电场作用下轰击阴,并伴有二次电子发射等现象出现。对辉光放电等离子体的研究是研究溅射沉积过程的必由之路。

溅射碰撞:溅射碰撞一般是研究带电荷能离子与靶材表层粒子相互作用,并伴随靶材原子及原子团簇的产生的过程。应用较多的理论是级联碰撞理论。SRIM等较成熟的模拟软件已经在模拟溅射过程中得到了广泛应用。


磁控溅射


输运过程:靶材原子以一定的初始速度向基片和其它表面的运动,伴随能量和动量的改变,并终获得净的定向输运量(粒子数)。在外加场(质量,动量,能量)作用下,输运过程更加复杂。常用MC方法和其它方法(PIC,CIC,CFD等方法)的混合应用来获得基片上沉积粒子的数量。简化的粒子输运计算方法是将沉积粒子划分为快速运动(不发生碰撞,直接到达基片表面)和慢速运动(发生碰撞,通过扩散运动达到基片表面)两类粒子。气体加热、稀薄化及溅射风(高能中性粒子)等效应均是气体与带有能量的粒子通过碰撞发生动量和能量交换的结果。

薄膜生长:基片上靶材原子发生扩散、迁移和聚集等运动,终生长成膜。薄膜的属性和基片的温度、晶格常数、表面状态和电磁场等有着密切关系。镀膜后期的处理,如退火等工艺,都会严重影响薄膜的属性。一般采用MC等方法模拟薄膜生长。同时,一些公司的专业软件可以实现膜系的设计。

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