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磁控濺射儀的工作原理涉及了復雜的物理過程

更新時間:2025-05-06      點擊次數:118
  磁控濺射儀的核心組成部分包括真空系統、濺射源(靶材)、磁場系統、電源以及控制系統等。其工作原理涉及復雜的物理過程,在工作時,首先將待鍍基片放置在適當的位置,然后對整個系統進行抽真空處理,以確保在高真空環境下進行濺射操作。這是因為在高真空環境中,氣體分子對濺射粒子的散射作用小,有利于獲得高質量、均勻的薄膜。
 
  當真空度達到要求后,開啟電源,在靶材和基片之間施加一定的電壓,形成電場。同時,磁場系統產生特定分布的磁場,通常這個磁場與電場方向垂直。在電場的作用下,靶材表面的原子或分子獲得足夠的能量被激發出來,形成濺射粒子。而磁場的存在則對這些帶電的濺射粒子產生約束作用,使其在靶材表面附近的等離子體區域做圓周運動或螺旋運動。這種運動增加了濺射粒子與氣體分子的碰撞幾率,從而提高了濺射效率。
磁控濺射儀
 
  磁控濺射儀的校準:
 
  一、濺射參數校準
 
  1.靶材電流和電壓校準:使用精度較高的電流表和電壓表,對濺射過程中的靶材電流和電壓進行測量,并與儀器顯示值進行對比,如有偏差,可通過調整測量電路或校準儀器的顯示參數進行修正。
 
  2.濺射功率校準:通過測量靶材兩端的電壓和電流,計算實際的濺射功率,與設定功率進行比較,根據需要進行校準。可以使用功率計等專業測量工具來提高校準的準確性。
 
  3.工作氣體流量校準:采用標準的流量計量裝置,對工作氣體的流量進行校準,確保氣體流量的準確性和穩定性。檢查氣體流量控制器的工作狀態,如有故障應及時更換或維修。
 
  二、薄膜厚度及均勻性校準
 
  1.厚度校準:利用已知厚度的標準樣品,或者通過其他可靠的薄膜厚度測量方法,如橢偏儀、臺階儀等,對磁控濺射制備的薄膜厚度進行測量,與儀器設定的濺射時間、功率等參數所對應的理論厚度進行比較,建立準確的厚度 -參數關系,從而對儀器進行校準。
 
  2.均勻性校準:在樣品臺上放置多個基底,在不同位置沉積薄膜,然后測量各位置的薄膜厚度,評估薄膜厚度的均勻性。根據測量結果,調整濺射源與樣品臺的距離、角度等參數,以改善薄膜厚度的均勻性。
 
  三、磁場強度及分布校準
 
  1.磁場強度測量:使用高斯計等磁場測量儀器,對磁控濺射儀的磁場強度進行測量,檢查是否符合設計要求和工藝需要。在不同位置和不同工作模式下進行多次測量,以確保磁場強度的準確性和穩定性。
 
  2.磁場分布均勻性檢查:通過測量磁場在靶材表面或濺射區域的分布情況,評估磁場的均勻性。如發現磁場分布不均勻,可能會影響濺射效果和薄膜質量,需要對磁場產生裝置進行調整或維修。
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