磁控溅射的原理

一、溅射原理

1.1 溅射定义

就像往平静的湖水里投入石子会溅起水花一样，用高速离子轰击固体表面使固体中近表面的原子（或分子）从固体表面逸出，这种现象称为溅射现象。

1.2 溅射的基本原理

溅射是指具有足够高能量的粒子轰击固体表面使其中的原子发射出来。早期人们认为这一现象源于靶材的局部加热。但是不久人们发现溅射与蒸发有本质区别，并逐渐认识到溅射是轰击粒子与靶粒子之间动量传递的结果。

1.3 溅射的基本过程

A-B:无光放电区

B-C:汤森放电区

C-D:过渡区

D-E:正常辉光放电区

E-F:异常辉光放电区

F-G:弧光放电区

在“异常辉光放电区”内，电流可以通过电压来控制，从而使这一区域成为溅射所选择的工作区域。形成“异常辉光放电”的关键是击穿电压VB。主要取决于二次电子的平均自由程和阴阳极之间的距离。

1.4 溅射参数

溅射阈值：将靶材溅射出来所需的入射离子的Z小能量值。

溅射率：入射正离子轰击靶材时，平均每个正离子能从靶阴极打出的原子个数。

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