Sputter原理和流程课件(PPT 44页)
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Sputter磁控溅镀原理Sputter在辞典中意思为:(植物)溅散。
此之所谓溅镀乃指物体以离子撞击时,被溅射飞散出。
因被溅射飞散的物体附著于目标基板上而制成薄膜。
在日光灯的插座附近常见的变黑现象,即为身边最赏见之例,此乃因日光灯的电极被溅射出而附著于周围所形成。
溅镀现象,自19世纪被发现以来,就不受欢迎,特别在放电管领域中尤当防止。
近年来被引用于薄膜制作技术效效佳,将成为可用之物。
薄膜制作的应用研究,当初主要为Bell Lab.及Western Electric公司,于1963年制成全长10m左右的连续溅镀装置。
1966年由IBM公司发表高周波溅镀技术,使得绝缘物之薄膜亦可制作。
后经种种研究至今已达“不管基板的材料为何,皆可被覆盖任何材质之薄膜”目的境地。
而若要制作一薄膜,至少需要有装置薄膜的基板及保持真空状况的道具(内部机构)。
这种道具即为制作一空间,并使用真空泵将其内气体抽出的必要。
一、真空简介:所谓真空,依JIS(日本工业标准)定义如下:较大气压力低的压力气体充满的特定的空真空单位相关知识如下:二、Sputter(磁控溅镀)原理:1、Sputter溅镀定义:在一相对稳定真空状态下,阴阳极间产生辉光放电,极间气体分子被离子化而产生带电电荷,其中正离子受阴极之负电位加速运动而撞击阴极上之靶材,将其原子等粒子溅出,此溅出之原子则沉积于阳极之基板上而形成薄膜,此物理现象即称溅镀。
而透过激发、解离、离子化……等反应面产生的分子、原子、受激态物质、电子、正负离子、自由基、UV 光(紫外光)、可见光……等物质,而这些物质混合在一起的状态就称之为电浆(Plasma )。
下图为Sputter 溅镀模型(类似打台球模型):图一中的母球代表被电离后的气体分子,而红色各球则代表将被溅镀之靶材(Si 、ITO&Ti 等),图二则代表溅镀后被溅射出的原子、分子等的运动情形;即当被加速的离子与表面撞击后,通过能量与动量转移过程(如图三),低能离子碰撞靶时,不能从固体表面直接溅射出原子,而是把动量转移给被碰撞的原子,引起晶格点阵上原子的链锁式碰撞。
Sputter磁控溅镀原理Sputter在辞典中意思为:(植物)溅散。
此之所谓溅镀乃指物体以离子撞击时,被溅射飞散出。
因被溅射飞散的物体附著于目标基板上而制成薄膜。
在日光灯的插座附近常见的变黑现象,即为身边最赏见之例,此乃因日光灯的电极被溅射出而附著于周围所形成。
溅镀现象,自19世纪被发现以来,就不受欢迎,特别在放电管领域中尤当防止。
近年来被引用于薄膜制作技术效效佳,将成为可用之物。
薄膜制作的应用研究,当初主要为Bell Lab.及Western Electric公司,于1963年制成全长10m左右的连续溅镀装置。
1966年由IBM公司发表高周波溅镀技术,使得绝缘物之薄膜亦可制作。
后经种种研究至今已达“不管基板的材料为何,皆可被覆盖任何材质之薄膜”目的境地。
而若要制作一薄膜,至少需要有装置薄膜的基板及保持真空状况的道具(内部机构)。
这种道具即为制作一空间,并使用真空泵将其内气体抽出的必要。
一、真空简介:所谓真空,依JIS(日本工业标准)定义如下:较大气压力低的压力气体充满的特定的空真空单位相关知识如下:二、Sputter(磁控溅镀)原理:1、Sputter溅镀定义:在一相对稳定真空状态下,阴阳极间产生辉光放电,极间气体分子被离子化而产生带电电荷,其中正离子受阴极之负电位加速运动而撞击阴极上之靶材,将其原子等粒子溅出,此溅出之原子则沉积于阳极之基板上而形成薄膜,此物理现象即称溅镀。
而透过激发、解离、离子化……等反应面产生的分子、原子、受激态物质、电子、正负离子、自由基、UV 光(紫外光)、可见光……等物质,而这些物质混合在一起的状态就称之为电浆(Plasma )。
下图为Sputter 溅镀模型(类似打台球模型):图一中的母球代表被电离后的气体分子,而红色各球则代表将被溅镀之靶材(Si 、ITO&Ti 等),图二则代表溅镀后被溅射出的原子、分子等的运动情形;即当被加速的离子与表面撞击后,通过能量与动量转移过程(如图三),低能离子碰撞靶时,不能从固体表面直接溅射出原子,而是把动量转移给被碰撞的原子,引起晶格点阵上原子的链锁式碰撞。
sputter工艺技术Sputtering (溅射)工艺技术是一种常用的薄膜制备方法,它通过在目标材料表面施加高能粒子,使得目标材料中的原子或分子溅射出来,并沉积在基底材料表面上,形成所需的薄膜。
这种技术可以用于制备各种金属、合金、氧化物、硝酸盐、氮化物等不同类型的薄膜。
Sputtering工艺技术的基本原理是利用高能粒子轰击目标材料表面,使其内部的原子或分子脱离,然后以雾化状态沉积在基底材料上。
这些高能粒子一般是氩气离子,通过施加高压电场使其加速,当氩离子轰击目标材料表面时,会发生碰撞而溅射出目标材料的原子或分子。
Sputtering工艺技术有多种类型,包括直流磁控溅射(DC sputtering)、射频磁控溅射(RF sputtering)、磁控溅射(Cosputtering)等。
其中,直流磁控溅射是最常用的一种方法。
在直流磁控溅射中,目标材料被置于真空室中,加上较高的直流电压和磁场。
氩离子在磁场的作用下旋转并加速,然后轰击目标材料表面,溅射出来的原子或分子沉积在基底材料上,形成薄膜。
Sputtering工艺技术具有一些优点。
首先,制备的薄膜质量好,具有均匀的化学组成和良好的结晶性。
其次,可以制备多种类型的薄膜,包括金属、合金、氧化物等,可以满足不同的研究和应用需求。
此外,制备过程中可以通过调节施加的电压、磁场和气体流量等参数来控制薄膜的性质,如厚度、成分和晶体结构等。
Sputtering工艺技术在许多领域有着广泛的应用。
在微电子领域,它被用于制备电子器件中的金属导线、电阻和接触材料等。
在太阳能电池领域,它被用于制备电池中的透明电极、吸光层和隔离层等。
在光学领域,它被用于制备镀膜镜面和滤光片等。
在生物医学领域,它被用于制备生物传感器、DNA芯片和药物控释器件等。
需要注意的是,Sputtering工艺技术虽然具有许多优点,但也存在一些限制。
首先,制备过程中可能会引入杂质和晶体缺陷。
其次,目标材料溅射速率较低,制备较厚的薄膜通常需要较长的时间。