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直流磁控濺射儀在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用

更新時間:2025-05-30      點擊次數(shù):497
  直流磁控濺射儀是一種基于磁場與直流電場協(xié)同作用實現(xiàn)金屬薄膜快速沉積的表面鍍膜設(shè)備,直流磁控濺射儀主要用于在真空室內(nèi)通過直流電源施加電壓,使氬氣電離,產(chǎn)生的氬離子轟擊靶材 ,使靶材表面的原子或分子沉積在基片上形成薄膜‌‌。
 
  直流濺射磁控儀的優(yōu)點包括基片升溫低、沉積速率快、膜層損傷小等。只要能把材料制成靶材,都可以使用直流濺射磁控儀進行濺射鍍膜。同時,濺射所制備的薄膜在膜基結(jié)合力、致密性、純度和成膜均勻性等方面都有良好的表現(xiàn)。此外,它的制備工藝具有很好的重復(fù)性和厚度均勻性,適用于大面積制備薄膜,且涂層的厚度可以通過膜厚儀進行準(zhǔn)確控制。相較于傳統(tǒng)濺射,效率明顯提升。磁場約束電子運動軌跡,延長其路徑,增加電離幾率,形成高密度等離子體,提升沉積效率。冷濺射技術(shù)適用于溫度敏感樣品。電子在磁場約束下,大部分能量被消耗在與氬原子的碰撞和電離過程中,減少了電子直接轟擊基片的能量,從而有效降低基片溫度。
 
  直流磁控濺射儀的工作原理如下:
 
  ‌真空室內(nèi)的氣體電離‌:在真空室內(nèi)充入適量的氬氣,通過直流電源在陰極(靶材)和陽極(鍍膜室壁)之間施加電壓,使氬氣電離產(chǎn)生氬離子(Ar+)和電子。
 
  ‌轟擊靶材‌:氬離子在電場作用下轟擊靶材表面,使靶材表面的原子或分子被濺射出來。
 
  ‌沉積薄膜‌:濺射出的原子或分子沉積在基片上,形成所需的薄膜。
 
  ‌二次電子的約束‌:產(chǎn)生的二次電子在電場和磁場的共同作用下,做螺旋運動,延長了在等離子體中的停留時間,進一步電離出大量的氬離子,提高沉積速率‌。
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