技术支援技术辞典

溅镀(Sputtering)

溅镀(sputtering)是利用电浆(plasma)对靶材料进行离子轰击(ion bombardment),而将靶材料表面的原子撞击出来,这些靶原子以气体分子型式发射出来,到达欲沉积的基板上,经过附着丶吸附丶表面迁徙丶成核等过程之後,於基板上成长形成薄膜。

溅镀的原理(Principle)

於一密闭制程真空腔体内部通入Argon惰性气体,於靶材表面及基板间施加一高电压,此一高电压将Argon气体游离为Argon正离子(Ar+),此时Argon正离子(Ar+)被加速至阴极撞击靶材表面,靶材表面原子及二次电子被击出,靶材原子移动到达基板表面进行薄膜成长,而二次电子被加速至阳极途中促成更多的Ar气体游离。

磁控溅镀(Magnetron of sputteirng)

於溅镀源(cathode)内加装磁控装置,藉着磁场与电场间的电磁效应,所产生的电磁力来影响电浆内电子的移动,使得电子将进行螺旋式的运动。由於磁场的介入,电子将不再是以直线的方式运动。螺旋式的运动将使得电子从电浆里消失前所行经的距离拉长,因此增加电子与气体分子间的碰撞次数,而使得气体分子离子化的机率大增,便有更多的离子撞击靶材,溅射出更多的靶原子沉积於基板上,因此磁控溅镀源(cathode)可大幅提升溅镀时的镀膜速度 。

电浆(Plasma)

电浆是指由诸多离子丶电子丶分子丶及原子团所组成的部份离子化气体电浆的产生可经由在低压下(l00mTorr~数个mTorr之间)对两个电极之间施加高电压,而在两电极之间形成一个高电场。两电极板之间带正电荷的气态离子藉着此一电场而加速前往带负电的电极板面上轰击,因此会产生很多不同的粒子,其中包含了二次电子。而这些遭轰击出来的二次电子也在电场加速下,往带正电的电极板方向前进,在途中,将会与电极板之间的其他气态粒子产生多次的碰撞,产生解离丶激发或离子化的反应。因离子化反应的离子将如前述一样,在电场的加速下,获得极大的能量,而对阴极板板面进行轰击,而产生二次电子。因此,此时两电极板之间离子与电子的关系,就此绵绵不绝的延续下去,类似崩溃(breakdown)的连锁反应使得在低压气氛下产生大量的离子与电子而形成电浆态。电浆内包含了带正电的离子丶带负电的电子与中性原子,故永远保持在电中性的状态。