離子濺射系統(tǒng)是一種基于物理氣相沉積(PVD)的薄膜制備技術(shù),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域。本文從原理、核心組件和技術(shù)優(yōu)勢以及分類四方面展開分析。
1. 工作原理。
- 濺射機(jī)制:氬離子在高真空環(huán)境中被電場加速轟擊靶材表面,通過動量傳遞使靶材原子脫離并沉積到基片表面。
- 能量控制:通過調(diào)節(jié)電壓(通常為300-1000V)和氣體壓力(0.1-10Pa)控制薄膜生長速率與致密性。
2. 系統(tǒng)組成。
-離子源?:產(chǎn)生高能離子束(如聚焦束考夫曼源或平柵離子源),能量范圍通常為0.5–3 keV,束流可達(dá)150 mA?12。
-?靶材?:被轟擊的材料,其原子通過濺射轉(zhuǎn)移到基片表面。
-?真空系統(tǒng)?:工作真空度需達(dá)1–2×10?2 Pa,極限真空可達(dá)4×10?? Pa?12。
-加速器?:用于提升離子束能量,增強轟擊效率?2。
?-中和裝置?:如燈絲中和,防止電荷積累對工藝的影響?1。
3. 技術(shù)優(yōu)勢 。
- 可制備金屬、陶瓷、高分子等多種薄膜材料。
- 薄膜附著力強,厚度均勻性達(dá)±5%以內(nèi)。
?4.按功能分類。
-離子束輔助磁控濺射?:結(jié)合磁控技術(shù)提升沉積效率?5。
?-多功能聯(lián)合系統(tǒng)?:支持離子注入、濺射沉積及混合工藝。
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