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合金溅射靶的溅射产额-广东振华真空镀膜设备

正如我们大多数客户所熟知的那样,溅射过程涉及带电粒子或离子(气态分子,其外层电子被剥离掉并包含正电荷)轰击带负电的合金溅射靶原子或分子,其表面电荷为源自与磁场结合的电子元件。这种等离子体过程需要大量的能量或动量传递。对于给定的某种材料,输入离子的动能必须超过常规热能(通常> 1ev)。随着磁场的增强,且余弦分布的磁场闭合或成环,随着时间的推移,靶表面原子的消耗会不均匀。

每次在表面上发生的每次离子碰撞,所喷射的实际粒子(原子或分子)的数量取决于许多因素,例如,撞击离子的入射角、离子质量、离子能量、靶原子的质量、靶的原子键的结合能等。该值称为任何给定元素材料的溅射产额。即,平均而言,每个给定的撞击离子从目标表面碰撞出多少靶材料颗粒。对于在固定环境中处于平衡状态的等离子体,对于任何给定的材料,溅射产额都是恒定的,仅是原子结合能的变量。对于任何元素组成的靶,这仅取决于晶格内变化的晶格参数。对于任何给定的材料,

随之产生的问题是,当溅射产额随时间变化不恒定时,例如在存在两个或多个原子种类的合金中,会发生什么?正如预期的那样,每个元素都有其自身的固有溅射产额,因此不同的原子以不同的速率耗尽。这意味着所得的膜将由不同于初始靶的化学计量的组份组成。显然,这不是令人满意的效果。幸运的是,事实并非如此。这就是溅射的“魔力”。是的,所有元素具有不同的特定溅射产额,并且确实以不同的速率消耗靶表面。但这仅在最初。最初的意思是几秒钟左右的时间。在这短时间内,溅射产量最高的物质,即从靶表面溅射出最低结合能的金属,其溅射速度要比那些溅射产额较低的物质更快。因此,靶表面上存在的这些原子更少。这也意味着在靶表面上每单位面积上会有更多的较低的溅射产额原子被溅射掉。在这一点上达到平衡。因此在表面上留较少的高溅射产额的原子,而在表面上有更多的低溅射产额的原子可被离子碰撞。然后,在这些平衡条件下,等离子体中每种物质所含的原子百分比与溅射靶材的原子百分比相同。因此,所得膜最终具有与初始溅射靶相同的组成一致性和均质性。