磁控溅射-北京创世威纳(图)

直流磁控溅射技术

为了解决阴极溅射的缺陷，人们在20世纪开发出了直流磁控溅射技术，它有效地克服了阴极溅射速率低和电子使基片温度升高的弱点，因而获得了迅速发展和广泛应用。其原理是：在磁控溅射中，由于运动电子在磁场中受到洛仑兹力，它们的运动轨迹会发生弯曲甚至产生螺旋运动，其运动路径变长，因而增加了与工作气体分子碰撞的次数，使等离子体密度增大，从而磁控溅射速率得到很大的提高，而且可以在较低的溅射电压和气压下工作，降低薄膜污染的倾向；另一方面也提高了入射到衬底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的质量。同时，经过多次碰撞而丧失能量的电子到达阳极时，已变成低能电子，从而不会使基片过热。因此磁控溅射法具有“高速”、“低温”的优点。该方法的缺点是不能制备绝缘体膜，而且磁控电极中采用的不均匀磁场会使靶材产生显著的不均匀刻蚀，导致靶材利用率低，一般仅为20%-30%。

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镀膜设备原理及工艺

前处理（清洗工序）

要获得结合牢固、致密、无针1孔缺陷的膜层， 必须使膜层沉积在清洁、具有一定温度甚至是的基片上。为此前处理的过程包括机械清洗(打磨、毛刷水洗、去离子水冲洗、冷热风刀吹净)、烘烤、辉光等离子体轰击等。机械清洗的目的是去除基片表面的灰尘和可能残留的油渍等***， 并且不含活性离子， 必要时还可采用超声清洗。烘烤的目的是彻底清除基片表面残余的水份， 并使基片加热到一定的温度， 很多材质在较高的基片温度下可以增强结合力和膜层的致密性。基片的烘烤可以在真空室外进行， 也可以在真空室内继续进行， 以获得更好的效果。但在真空室内作为提供热源的电源应有较低的电压， 否则易于引起放电。辉光等离子体轰击清洗可以进一步除去基片表面残留的不利于膜层沉积的成份， 同时可以提高基片表面原子的活性。

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磁控溅射镀膜机

由于ITO 薄膜的导电属于n 型半导体性质，即其导电机制为还原态In2O3 放出两个电子，磁控溅射，成为氧空穴载流子和In3 ，被固溶的四价掺锡置换后放出一个电子成为电子载流子。显然，不论哪一种导电机制，载流子密度均与溅射成膜时的氧含量有很大关系。随着氧含量的增加，当膜的组分接近化学配比时，迁移率有所增加，但却使载流子密度有所减少。这两种效应的综合结果是膜的光电性能随氧含量的变化呈极值现象。对应极值的氧含量直接决定着“工艺窗口”的宽窄，它与成膜时的基底温度、气流量及膜的沉积速率等参数有关。为便于控制氧含量，我们采用混合比为85∶15 的氧混合气代替纯氧，气体喷孔的设计保证了基底各处氧分子流场的均匀性。

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