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什么是磁控溅射靶材?靶材的原理和种类有哪些?

  磁控溅射镀膜是一种新型的物理气相镀膜方式,就是用电子枪系统把电子发射并聚焦在被镀的材料上,使其被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离材料飞向基片淀积成膜。这种被镀的材料就叫溅射靶材。 溅射靶材有金属,合金,陶瓷,硼化物等。

  靶材的要求较传统材料行业高,一般要求如,尺寸、平整度、纯度、各项杂质含量、密度、N/O/C/S、晶粒尺寸与缺陷控制;较高要求或特殊要求包含:表面粗糙度、电阻值、晶粒尺寸均匀性、成份与组织均匀性、异物(氧化物)含量与尺寸、导磁率、超高密度与超细晶粒等等。

  1)磁控溅射原理:在被溅射的靶极(阴极)与阳极之间加一个正交磁场和电场,在高真空室中充入所需要的惰性气体(通常为Ar气),永久磁铁在靶材料表面形成250~350高斯的磁场,同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下,Ar气电离成正离子和电子,靶上加有一定的负高压,从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大,在阴极附近形成高密度的等离子体,Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面,以很高的速度轰击靶面,使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。磁控溅射一般分为二种:直流溅射和射频溅射,其中直流溅射设备原理简单,在溅射金属时,其速率也快。而射频溅射的使用范围更为广泛,除可溅射导电材料外,也可溅射非导电的材料,同时还可进行反应溅射制备氧化物、氮化物和碳化物等化合物材料。若射频的频率提高后就成为微波等离子体溅射,如今,常用的有电子回旋共振(ECR)型微波等离子体溅射。

  2)磁控溅射靶材种类:金属溅射镀膜靶材,合金溅射镀膜靶材,陶瓷溅射镀膜靶材,硼化物陶瓷溅射靶材,碳化物陶瓷溅射靶材,氟化物陶瓷溅射靶材,氮化物陶瓷溅射靶材,氧化物陶瓷靶材,硒化物陶瓷溅射靶材,硅化物陶瓷溅射靶材,硫化物陶瓷溅射靶材,碲化物陶瓷溅射靶材,其他陶瓷靶材,掺铬一氧化硅陶瓷靶材(Cr-SiO),磷化铟靶材(InP),砷化铅靶材(PbAs),砷化铟靶材(InAs)。

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